RU2619915C1 - Method for determining the source of radio emissions coordinate from the aircraft - Google Patents
Method for determining the source of radio emissions coordinate from the aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619915C1 RU2619915C1 RU2016125089A RU2016125089A RU2619915C1 RU 2619915 C1 RU2619915 C1 RU 2619915C1 RU 2016125089 A RU2016125089 A RU 2016125089A RU 2016125089 A RU2016125089 A RU 2016125089A RU 2619915 C1 RU2619915 C1 RU 2619915C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coordinates
- iri
- aircraft
- determining
- electric field
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
- G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
- G01S1/08—Systems for determining direction or position line
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/04—Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/12—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves by co-ordinating position lines of different shape, e.g. hyperbolic, circular, elliptical or radial
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/04—Display arrangements
- G01S7/06—Cathode-ray tube displays or other two dimensional or three-dimensional displays
- G01S7/10—Providing two-dimensional and co-ordinated display of distance and direction
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиомониторинга при решении задачи скрытого определения координат источников радиоизлучений (ИРИ), в частности для определения координат ИРИ с борта летательного аппарата (ЛА).The invention relates to radio engineering and can be used in radio monitoring systems when solving the problem of covert determination of the coordinates of radio emission sources (IRI), in particular for determining the coordinates of the IRI from an aircraft.
Известен способ определения координат ИРИ по патенту RU №2510044 [1]. Способ включает прием сигналов в заданной полосе частот перемещающимся в пространстве измерителем, измерение первичных координатно-информационных параметров обнаруженных сигналов, в качестве которых используется уровень оцениваемых сигналов, с одновременным измерением и запоминанием вторичных параметров: координат местоположения измерителя, многократное повторное измерение совокупности первичных и вторичных параметров в процессе перемещения измерителя, последовательное вычисление отношений уровней сигналов, построение по вычисленным отношениям круговых линий положения и определение координат ИРИ в точках пересечения круговых линий положения, для чего предварительно определяют направления на ИРИ с помощью угломерно-дальномерного способа определения местоположения (ОМП) и корректируют маршрут полета летательного аппарата, в последующем используют дальномерный способ ОМП ИРИ. Известный способ позволяет сократить временные затраты на определение координат ИРИ в условиях, когда налагаются ограничения на габаритные размеры пеленгаторной антенны.A known method of determining the coordinates of the IRI according to patent RU No. 2510044 [1]. The method includes receiving signals in a given frequency band by a measuring instrument moving in space, measuring the primary coordinate-information parameters of the detected signals, which are used as the level of the evaluated signals, while measuring and storing secondary parameters: the coordinates of the meter’s location, repeatedly measuring the set of primary and secondary parameters in the process of moving the meter, sequentially calculating the relations of signal levels, building by subtraction to the interconnected relationships of the circular position lines and the determination of the coordinates of the IRI at the points of intersection of the circular position lines, for which the directions to the IRI are preliminarily determined using the goniometric-rangefinding method for determining the position (OMP) and the flight path of the aircraft is adjusted, then the rangefinding method of the OMP IRI is used. The known method allows to reduce the time spent on determining the coordinates of the IRI in conditions when restrictions are imposed on the overall dimensions of the direction-finding antenna.
Недостатком аналога является относительно низкая точность определения координат ИРИ.The disadvantage of the analogue is the relatively low accuracy of determining the coordinates of the IRI.
Это объясняется тем, что при измерении параметров радиосигнала не учитываются его поляризационные параметры, а для достижения приемлемой точности определения координат требуется дополнительная корректировка маршрута полета ЛА, что требует длительного электромагнитного контакта с ИРИ. This is because when measuring the parameters of a radio signal, its polarization parameters are not taken into account, and to achieve acceptable accuracy in determining the coordinates, an additional adjustment of the flight path of the aircraft is required, which requires long-term electromagnetic contact with IRI.
Известен также способ определения координат ИРИ при амплитудно-фазовой пеленгации с борта ЛА по патенту RU №2275746 [2]. Способ включает прием радиосигналов бортовой антенной, частотную селекцию, определение пеленгов, регистрацию и обработку полученных данных. Координаты ИРИ фиксируются как точка пересечения, по крайней мере, двух линий пеленгов. Способ позволяет при его реализации совмещать процесс определения координат ИРИ с другими процессами радиомониторинга: параметрическим и семантическим контролем сигналов.There is also a method of determining the coordinates of the IRI during the amplitude-phase direction finding from the aircraft according to the patent RU No. 2275746 [2]. The method includes receiving radio signals by an onboard antenna, frequency selection, bearing detection, registration and processing of the received data. The IRI coordinates are fixed as the intersection point of at least two bearing lines. The method allows for its implementation to combine the process of determining the coordinates of the IRI with other processes of radio monitoring: parametric and semantic control of signals.
Недостатком данного аналога является относительно низкая точность определения координат ИРИ.The disadvantage of this analogue is the relatively low accuracy of determining the coordinates of the IRI.
Это объясняется в первую очередь возникновением ошибок, связанных со случайными флуктуациями пространственного положения плоскости пеленгаторной антенны во время полета ЛА. Величина этих ошибок соизмерима с систематическими и эксплуатационными ошибками используемых при реализации аппаратных средств.This is primarily due to the occurrence of errors associated with random fluctuations in the spatial position of the direction-finding antenna plane during the flight of the aircraft. The magnitude of these errors is commensurate with the systematic and operational errors of the hardware used in the implementation.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному способу определения координат ИРИ с борта ЛА является способ определения координат ИРИ при амплитудно-фазовой пеленгации с борта ЛА, описанный в патенте RU №2432580 [3]. Способ включает прием радиосигналов бортовой пеленгаторной антенной, частотную селекцию, определение линий пеленгов, регистрацию и весовую обработку полученных данных. Линии пеленгов определяют в плоскости пеленгаторной антенны, а по результатам весовой обработки формируют вспомогательные плоскости, ортогональные плоскости пеленгаторной антенны и проходящие через каждую полученную линию пеленга. Линии положения источника радиоизлучений определяются как линии пересечения каждой вспомогательной плоскости с поверхностью Земли и вычисляют координаты ИРИ как точку пересечения линий положения ИРИ.The closest in technical essence to the claimed method of determining the coordinates of the IRI from the aircraft is the method of determining the coordinates of the IRI with amplitude-phase direction finding from the aircraft, described in patent RU No. 2432580 [3]. The method includes receiving radio signals by an airborne direction-finding antenna, frequency selection, determination of bearing lines, registration and weight processing of the received data. Bearing lines are determined in the direction-finding antenna plane, and according to the results of weight processing, auxiliary planes are formed, orthogonal to the direction-finding antenna plane and passing through each received bearing line. The position lines of the source of radio emissions are determined as the intersection lines of each auxiliary plane with the Earth's surface and calculate the coordinates of the IRI as the point of intersection of the IRI position lines.
При таком способе устраняется неопределенность, связанная с отсутствием данных об угле места прихода электромагнитной волны, за счет чего уменьшается количество ошибок определения координат ИРИ и повышается точность отсчетов.With this method, the uncertainty associated with the lack of data on the elevation angle of the electromagnetic wave is eliminated, thereby reducing the number of errors in determining the coordinates of the IRI and increasing the accuracy of the readings.
Недостатком ближайшего аналога (прототипа) является относительно невысокая точность определения координат ИРИ, так как при измерении параметров радиосигнала не учитываются его поляризационные параметры, а также возникает необходимость использования антенных систем с разнесенными в пространстве элементами, что в большинстве случаев невозможно ввиду ограниченных габаритов ЛА.The disadvantage of the closest analogue (prototype) is the relatively low accuracy of determining the coordinates of the IRI, since when measuring the parameters of a radio signal its polarization parameters are not taken into account, and there is a need to use antenna systems with spaced elements in space, which in most cases is impossible due to the limited dimensions of the aircraft.
Целью изобретения является повышение точности определения координат ИРИ с борта ЛА.The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the coordinates of the IRI from the aircraft.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения координат ИРИ с борта ЛА, заключающемся в том, что принимают радиосигналы бортовой антенной системой (БАС) с частотной селекцией, вычисляют координаты ИРИ, для чего измеряют углы ориентации БАС в пространстве, затем формируют вспомогательные плоскости, измеряют координаты центра БАС, определяют линии положения ИРИ как линии пересечения каждой из вспомогательных плоскостей с поверхностью Земли и вычисляют координаты точки пересечения линий положения ИРИ, которые принимают в качестве координат ИРИ, причем после приема радиосигналов БАС с частотной селекцией дополнительно измеряют ориентацию вектора напряженности электрического поля принятых радиосигналов относительно системы координат ЛА. Далее после измерения углов ориентации БАС в пространстве преобразуют измеренную ориентацию вектора напряженности электрического поля принятых радиосигналов относительно системы координат ЛА в топоцентрическую систему координат. Причем вспомогательные плоскости формируют после измерения координат центра БАС как плоскости, перпендикулярные вектору напряженности электрического поля принятых радиосигналов относительно топоцентрической системы координат и проходящие через центр БАС. Координаты точки пересечения линий положения вычисляют методом Гаусса или методом Крамера.This goal is achieved by the fact that in the known method for determining the coordinates of the IRI from the aircraft, which consists in receiving radio signals by the on-board antenna system (BAS) with frequency selection, the coordinates of the IRI are calculated, for which the angle of orientation of the BAS in space is measured, then auxiliary planes are formed , measure the coordinates of the center of the UAS, determine the line of position of the IRI as the line of intersection of each of the auxiliary planes with the surface of the Earth and calculate the coordinates of the point of intersection of the line of position of the IRI, which when they are taken as IRI coordinates, and after receiving UAS radio signals with frequency selection, the orientation of the electric field vector of the received radio signals relative to the aircraft coordinate system is additionally measured. Then, after measuring the angle of orientation of the UAS in space, the measured orientation of the vector of the electric field strength of the received radio signals relative to the coordinate system of the aircraft is converted into a topocentric coordinate system. Moreover, auxiliary planes are formed after measuring the coordinates of the UAS center as planes perpendicular to the electric field vector of the received radio signals relative to the topocentric coordinate system and passing through the UAS center. The coordinates of the point of intersection of the position lines are calculated by the Gauss method or the Cramer method.
Благодаря указанной новой совокупности существенных признаков при реализации заявленного способа обеспечивается согласование по поляризации между приемной БАС и полем приходящей электромагнитной волны, что исключает возникновение дополнительных ошибок в определении координат ИРИ и, следовательно, указывает на возможность повышения точности определения координат ИРИ с борта ЛА.Thanks to the specified new set of essential features, the polarization between the receiving UAS and the field of the incoming electromagnetic wave is ensured when implementing the claimed method, which eliminates the occurrence of additional errors in determining the coordinates of the IRI and, therefore, indicates the possibility of increasing the accuracy of determining the coordinates of the IRI from the aircraft.
Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых показаны:The claimed invention is illustrated by drawings, which show:
на фиг. 1 – системы координат геоцентрическая, топоцентрическая и летательного аппарата;in FIG. 1 - coordinate systems geocentric, topocentric and aircraft;
на фиг. 2 – углы ориентации твердого тела в трехмерном пространстве;in FIG. 2 - orientation angles of a solid in three-dimensional space;
на фиг. 3 – ориентация вектора напряженности электрического поля в трехмерном пространстве;in FIG. 3 - orientation of the electric field vector in three-dimensional space;
на фиг. 4 – графическое представление определения линий положения ИРИ;in FIG. 4 is a graphical representation of determining the position lines of the IRI;
на фиг. 5 – эффективность заявленного способа определения координат ИРИ с борта ЛА.in FIG. 5 - the effectiveness of the claimed method for determining the coordinates of the IRI from the aircraft.
Определение координат ИРИ является важным составным элементом мониторинга сигналов. Достоинством системы ОМП ИРИ является скрытность при определении координат вследствие отсутствия активного излучения. Размещение технических средств системы ОМП на ЛА и в том числе на беспилотных ЛА [4] позволяет существенно расширить зону мониторинга с возможностью осуществлять обнаружение и определение координат ИРИ в труднодоступных районах.The determination of the coordinates of the IRI is an important component of signal monitoring. The advantage of the IRI OMP system is stealth in determining coordinates due to the absence of active radiation. Placing the hardware of the WMD system on an aircraft, including unmanned aircraft [4], can significantly expand the monitoring zone with the ability to detect and determine the coordinates of Iran in hard-to-reach areas.
Однако использование ЛА в качестве платформы для развертывания средств радиомониторинга приводит к возникновению ряда проблем, основными из которых являются:However, the use of aircraft as a platform for the deployment of radio monitoring means leads to a number of problems, the main of which are:
увеличение уровня помех и связанное с ним снижение отношения сигнал/шум на входе бортового радиоприемного устройства (РПУ);an increase in the level of interference and the associated reduction in the signal-to-noise ratio at the input of the on-board radio receiver (RPU);
ограничение массогабаритных показателей полезной нагрузки на ЛА, которые не позволяют разместить на нем эффективные антенные системы и многоканальные РПУ;limitation of weight and size indicators of the payload on the aircraft, which do not allow placing on it effective antenna systems and multi-channel RPU;
нестабильность ориентации ЛА в пространстве, которая приводит к резкому увеличению ошибок пеленгования и к снижению точности определения координат ИРИ.instability of the aircraft orientation in space, which leads to a sharp increase in direction finding errors and to a decrease in the accuracy of determining the coordinates of the IRI.
При определении координат ИРИ с борта ЛА используются несколько систем координат, среди которых выделяют геоцентрическую систему координат (СК), топоцентрическую СК и СК ЛА, которые отображены на фиг. 1.When determining the IRI coordinates from the aircraft, several coordinate systems are used, among which the geocentric coordinate system (SC), the topocentric SC and the aircraft SC, which are shown in FIG. one.
В геоцентрической СК OгXгYгZг начало координат Ог совмещено с геометрическим центром Земли, ось ОгХг находится на пересечении экваториальной плоскости Земли и плоскости начального меридиана, ось OгZг направлена на север, ось OгYг дополняет систему координат до правой.In the geocentric SC O g X g Y g Z g , the origin of O g coordinates is aligned with the geometrical center of the Earth, the O g X g axis is at the intersection of the equatorial plane of the Earth and the plane of the initial meridian, the O g Z g axis is directed north, the O g Y axis r complements the coordinate system to the right.
В топоцентрической СК OтXтYтZт начало совмещено с точкой расположения наблюдателя на поверхности Земли От, ось ОтХт находится на пересечении плоскости местного горизонта и плоскости меридиана наблюдателя и направлена на юг, ось OтZт направлена по нормали к плоскости местного горизонта в сторону удаления от центра Земли Ог, ось OтYт дополняет систему координат до правой.In the topocentric SC O t X t Y t Z t, the beginning is aligned with the point of location of the observer on the Earth’s surface O t , the axis O t X t is at the intersection of the plane of the local horizon and the plane of the observer’s meridian and is directed to the south, the axis O t Z t is directed along normal to the plane of the local horizon in the direction of removal from the center of the Earth O g , the axis O t Y t complements the coordinate system to the right.
В системе координат ЛА OлaXлаYлaZла начало совмещено с центром бортовой антенны, ось ОлаХла лежит в горизонтальной плоскости, ось OлaZла направлена вверх, ось ОлаYла направлена вдоль вектора земной скорости ЛА.In the coordinate system of the aircraft, O la X la Y la Z la the beginning is aligned with the center of the onboard antenna, the axis O la X la lies in the horizontal plane, the axis O la Z la is directed upward, the axis O la Y la is directed along the earth's ground velocity vector.
Измеряются параметры радиоизлучения в СК ЛА OлaXлаYлаZла, центр которой связан с центром БАС ЛА, при построении вспомогательной плоскости, вычислении линий положения и определении координат ИРИ используют топоцентрическую СК OтXтYтZт.The parameters of radio emission are measured in the SC LA O la X la Y la Z la , the center of which is connected with the center of the BAS LA, when constructing the auxiliary plane, calculating the position lines and determining the coordinates of the IRI, use the topocentric SC O t X t Y t Z t .
При определении координат ИРИ учитывают ориентацию БАС относительно топоцентрической СК. Существуют различные методы определения ориентации твердого тела в трехмерном пространстве, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. Наиболее распространенным методом определения ориентации твердого тела в трехмерном пространстве является метод углов Эйлера, согласно которому твердое тело может быть переведено из начального положения в любое конечное положение с помощью трех последовательных поворотов вокруг осей Z, Y, Х на соответствующие углы ξα, ξβ, ξγ (фиг. 2).When determining the coordinates of the IRI, the orientation of the UAS with respect to the topocentric SC is taken into account. There are various methods for determining the orientation of a rigid body in three-dimensional space, each of which has its own advantages and disadvantages. The most common method for determining the orientation of a solid in three-dimensional space is the Euler angle method, according to which a solid can be moved from its initial position to any final position using three consecutive rotations around the Z, Y, X axes at the corresponding angles ξ α , ξ β , ξ γ (Fig. 2).
Точность определения координат ИРИ с борта ЛА достигается за счет возможности сокращения расстояния до ИРИ, однако такое сокращение приводит к тому, что прием радиосигналов от ИРИ осуществляется в интервале угла места β=45…90°, что приводит к уменьшению коэффициента согласования по поляризации между приемной БАС и полем приходящей электромагнитной волны. Снижение коэффициента согласования по поляризации приводит к уменьшению точности определения координат ИРИ с борта ЛА.The accuracy of determining the coordinates of the IRI from the aircraft is achieved due to the possibility of reducing the distance to the IRI, however, this reduction leads to the fact that the reception of radio signals from the IRI is carried out in the interval of the elevation angle β = 45 ... 90 °, which leads to a decrease in the coordination coefficient for polarization between the receiving ALS and the field of the incoming electromagnetic wave. A decrease in the polarization matching coefficient leads to a decrease in the accuracy of determining the coordinates of the IRI from the aircraft.
Радиосигнал, поступающий на вход БАС, несет информацию о пространственном положении ИРИ, содержащуюся в значениях тех или иных параметров: амплитуда, частота, фаза, время запаздывания, углы прихода и поляризационные параметры радиоволны.The radio signal arriving at the BAS input carries information about the spatial position of the IRI contained in the values of certain parameters: amplitude, frequency, phase, delay time, arrival angles, and polarization parameters of the radio wave.
Учет поляризационных параметров радиоволны возможен за счет измерения пространственного положения вектора напряженности электрического поля в пространстве. Для определения ориентации вектора напряженности электрического поля в пространстве необходимо определить три ортогональные составляющие вектора напряженности в системе координат ЛА ОлаXлаYлаZла [5].Taking into account the polarization parameters of the radio wave is possible by measuring the spatial position of the electric field vector in space. To determine the orientation of the electric field vector in space, it is necessary to determine the three orthogonal components of the tension vector in the coordinate system LA O la X la Y la Z la [5].
Пространственная ориентация вектора напряженности электрического поля на борту ЛА определяется с помощью триортогональной антенной системы, в которой измеряются три составляющие вектора напряженности электрического поля Ела x, Ела y, Ела z [6, 7] (фиг. 3).Spatial orientation of the electric field intensity vector on board the aircraft is determined using a triorthogonal antenna system in which three components of the electric field vector E la x , E la y , E la z are measured [6, 7] (Fig. 3).
Вектор напряженности электрического поля преобразуют в топоцентрическую систему координат за счет последовательного перемножения измеренного вектора на три матрицы поворота А3(ξα), A2(ξβ), A3(ξγ), соответствующие углам Эйлера ξα, ξβ, ξγ [8]:The electric field vector is converted into a topocentric coordinate system due to the successive multiplication of the measured vector into three rotation matrices A 3 (ξ α ), A 2 (ξ β ), A 3 (ξ γ ) corresponding to Euler angles ξ α , ξ β , ξ γ [8]:
, ,
гдеWhere
, , . , , .
Вспомогательную плоскость, проходящую через центр Ола БАС ЛА с координатами (xла, yла, zла) и перпендикулярную вектору напряженности электрического поля в топоцентрической системе координат, который определяется тремя ортогональными составляющими Ет x, Ет y, Eт z, можно описать уравнением [8]:The auxiliary plane passing through the center of O la BAS LA with coordinates (x la , y la , z la ) and perpendicular to the electric field vector in a topocentric coordinate system, which is determined by three orthogonal components Е t x , Е t y , E t z , can be described by the equation [8]:
Ах+By+Cz+D=0,Ax + By + Cz + D = 0,
где А=Ет x; B=Eт y; C=Eт z; D=-Eт xxла-Ет yyла-En zzла.where A = E t x ; B = E t y ; C = E t z ; D = -E t x x la -E t y y la -E nz z la .
Линия положения ИРИ находится при решении системы линейных уравнений:The Iranian position line is found when solving a system of linear equations:
, ,
где z=f(x, y) - уравнение поверхности Земли.where z = f (x, y) is the equation of the Earth's surface.
Если поверхность Земли задается плоскостью, то решением приведенной системы линейных уравнений является выражение для линии положения ИРИ Ax+By+D=0 с измеренными коэффициентами А, В и D.If the Earth's surface is defined by a plane, then the solution of the given system of linear equations is the expression for the line of position of the IRI Ax + By + D = 0 with the measured coefficients A, B and D.
Координаты ИРИ М(xи; yи; zи) определяются как координаты точки пересечения двух или более линий положения (фиг. 4). В процессе полета ЛА производится многократное повторное измерение коэффициентов А, В и D линии положения ИРИ Ax+By+D=0, построение линий положения и определение координат ИРИ в точках пересечения линий положения возможно одним из известных способов, например, решением системы уравнений методом Крамера, матричным методом или методом Гаусса [8].The coordinates of the IRI M (x and ; y and ; z and ) are defined as the coordinates of the intersection point of two or more position lines (Fig. 4). During the flight of an aircraft, repeated measurements of the coefficients A, B, and D of the IRI position line are made Ax + By + D = 0, the construction of the position lines and the determination of the IRI coordinates at the points of intersection of the position lines is possible using one of the known methods, for example, solving the system of equations using the Cramer method , matrix method or Gauss method [8].
Для проверки возможности достижения сформулированного технического результата было проведено компьютерное моделирование.To test the feasibility of achieving the formulated technical result, computer simulation was carried out.
Методика проверки точности определения координат ИРИ с борта ЛА заключалась в следующем.The method for checking the accuracy of determining the coordinates of the IRI from the aircraft was as follows.
Исходными данными является произвольно поляризационное радиоизлучение на входе БАС ЛА при различных параметрах сигнала и взаимном расположении ЛА и ИРИ, которое формировалось с помощью программы моделирования произвольно поляризованного радиоизлучения, на основе математического аппарата кватернионов [9].The initial data is randomly polarized radio emission at the input of the BAS of the aircraft for various signal parameters and the relative positions of the aircraft and the IRI, which was formed using a program for modeling randomly polarized radio waves based on the mathematical apparatus of quaternions [9].
Расчет координат ИРИ и оценка точности определения координат выполнялись заявленным способом и способом прототипом.The calculation of the coordinates of the IRI and the estimation of the accuracy of determining the coordinates were performed by the claimed method and the prototype method.
Сравнительный анализ полученных результатов показал, что при дальности до ИРИ D=30 км и ошибке пеленгования σθ=3° способ-прототип обеспечивает ОМП ИРИ с радиусом среднеквадратического отклонения Rск=2,8 км, а заявленный способ с Rск=1,7 км. При дальности до ИРИ D=35 км и ошибке пеленгования σθ=1° способ-прототип обеспечивает ОМП ИРИ с Rск=2,5 км, а заявленный способ Rск=1,25 км.A comparative analysis of the results showed that, with a range of IRI of D = 30 km and a direction finding error of σ θ = 3 °, the prototype method provides an OMR of IRI with a standard deviation radius R sk = 2.8 km, and the claimed method with R sk = 1, 7 km. With a range to the IRI D = 35 km and a direction finding error of σ θ = 1 °, the prototype method provides an OMR IRI with R ck = 2.5 km, and the claimed method R ck = 1.25 km.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность определения координат ИРИ с борта ЛА. При проведении компьютерного моделирования точность определения координат ИРИ повысилась от 30 до 50% в зависимости от условий полета ЛА и параметров радиоизлучения (фиг. 5).Thus, the proposed method improves the accuracy of determining the coordinates of the IRI from the aircraft. When conducting computer simulation, the accuracy of determining the coordinates of the IRI increased from 30 to 50%, depending on the flight conditions of the aircraft and the parameters of radio emission (Fig. 5).
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Патент 2510044 (Россия). Способ и устройство определения координат источников радиоизлучений / В.А. Заренков, Д.В. Заренков, B.И. Дикарев, А.С. Данилюк. - 2006.1. Patent 2510044 (Russia). Method and device for determining the coordinates of radio emission sources / V.A. Zarenkov, D.V. Zarenkov, B.I. Dikarev, A.S. Danilyuk. - 2006.
2. Патент 2275746 (Россия). Станция радиотехнической разведки / C.М. Вишняков, М.В. Куликов, А.Г. Митянин, П.Л. Смирнов, Д.В. Царик, О.В. Царик, А.М. Шепилов, А.Я. Шишков. - 2012.2. Patent 2275746 (Russia). Radio intelligence station / C.M. Vishnyakov, M.V. Kulikov, A.G. Mityanin, P.L. Smirnov, D.V. Tsarik, O.V. Tsarik, A.M. Shepilov, A.Ya. Bumps. - 2012.
3. Патент 2432580 (Россия). Способ определения координат источника радиоизлучений при амплитудно-фазовой пеленгации с борта летательного аппарата / А.В. Вассенков, О.Б. Гузенко, А.С. Дикарев, В.А. Скобелкин. - 2011.3. Patent 2432580 (Russia). A method for determining the coordinates of a source of radio emissions during amplitude-phase direction finding from an aircraft / A.V. Wassenkov, O.B. Guzenko, A.S. Dikarev, V.A. Skobelkin. - 2011.
4. Моисеев B.C. Российская беспилотная авиационная техника: основные проблемы и пути решения. Материалы Всероссийской научно-технической конференции «X Научные чтения, посвященные памяти Н.Е. Жуковского» / Сборник докладов. - М.: Изд-во Академии им. Н.Е. Жуковского, 2013. - С. 554-559.4. Moses B.C. Russian unmanned aircraft: the main problems and solutions. Materials of the All-Russian Scientific and Technical Conference "X Scientific Readings on the Memory of N.E. Zhukovsky ”/ Collection of reports. - M.: Publishing House of the Academy. NOT. Zhukovsky, 2013 .-- S. 554-559.
5. Канарейкин Д.Б., Павлов Н.Ф., Потехин В.А. Поляризация радиолокационных сигналов. - М.: «Советское радио», 1966. - 440 с.5. Kanareikin DB, Pavlov NF, Potekhin V.A. Polarization of radar signals. - M .: "Soviet Radio", 1966. - 440 p.
6. Патент 2268520 (Россия). Антенна / С.В. Землянский, Е.Н. Мищенко, С.Е. Мищенко, В.В. Шацкий. - 2006.6. Patent 2268520 (Russia). Antenna / S.V. Zemlyansky, E.N. Mishchenko, S.E. Mishchenko, V.V. Shatsky. - 2006.
7. Комарович В.Ф., Никитченко В.В. Методы пространственной обработки радиосигналов. - Л.: ВАС, 1989. - 278 с.7. Komarovich V.F., Nikitchenko V.V. Methods of spatial processing of radio signals. - L .: YOU, 1989 .-- 278 p.
8. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. - М.: Наука, 1973. - 832 с.8. Korn G., Korn T. Handbook of mathematics for scientists and engineers. - M .: Nauka, 1973. - 832 p.
9. Богдановский С.В., Симонов А.Н., Теслевич С.Ф., Медведев М.В. Программа моделирования произвольно поляризованного радиоизлучения, на основе математического аппарата кватернионов. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ в ФИПС (Роспатент) №2015661417 от 22.10.2015. Бюл. №11.9. Bogdanovsky S.V., Simonov A.N., Teslevich S.F., Medvedev M.V. A program for modeling randomly polarized radio emission based on the mathematical apparatus of quaternions. Certificate of state registration of computer programs in FIPS (Rospatent) No. 2015661417 dated 10.22.2015. Bull. No. 11.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016125089A RU2619915C1 (en) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Method for determining the source of radio emissions coordinate from the aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016125089A RU2619915C1 (en) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Method for determining the source of radio emissions coordinate from the aircraft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2619915C1 true RU2619915C1 (en) | 2017-05-19 |
Family
ID=58715968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016125089A RU2619915C1 (en) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Method for determining the source of radio emissions coordinate from the aircraft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2619915C1 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108680158A (en) * | 2018-03-30 | 2018-10-19 | 南京航空航天大学 | Low coverage localization method in a kind of aircraft group sub based on polarizing field wave dyne |
RU2693936C1 (en) * | 2018-02-20 | 2019-07-08 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for determining coordinates of radio-frequency radiation source |
RU2709607C1 (en) * | 2019-01-09 | 2019-12-19 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal antenna system |
RU2713866C1 (en) * | 2019-04-09 | 2020-02-07 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method for polarization direction finding of radio signals using a tri-orthogonal antenna system |
RU2714502C1 (en) * | 2019-04-09 | 2020-02-18 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal antenna system |
RU2718737C1 (en) * | 2019-06-24 | 2020-04-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Технологии и системы радиомониторинга" | Method of determining coordinates of radio-frequency radiation sources |
RU2749194C1 (en) * | 2020-12-15 | 2021-06-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское бюро УЗГА" (ООО "ОКБ УЗГА") | Method for remote determination of the coordinates of the location of a ground (above-water) object |
RU2760975C1 (en) * | 2021-02-25 | 2021-12-02 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for determining radiation source location from aircraft |
RU2777147C1 (en) * | 2021-12-23 | 2022-08-01 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for location of radiation source from board aircraft |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0836040A (en) * | 1994-07-25 | 1996-02-06 | Mitsubishi Electric Corp | Radiowave source position locating device |
US7777676B2 (en) * | 2008-07-11 | 2010-08-17 | Toa Systems, Inc. | Method of lightning location using time difference of arrival technology with auto correlation |
WO2010136409A1 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Thales | Method and system for determining the incoming direction of an electromagnetic wave having any polarisation |
RU2419814C1 (en) * | 2009-11-03 | 2011-05-27 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Helicopter radio electronic complex |
RU2432580C1 (en) * | 2010-08-03 | 2011-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method to determine coordinates of radio-wave radiation source in process of amplitude-phase direction finding on board of aircraft |
RU2510618C2 (en) * | 2012-07-27 | 2014-04-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Связь" | Method of determining coordinates of radio-frequency radiation source onboard aircraft |
RU2536609C1 (en) * | 2013-10-10 | 2014-12-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method and device for determining coordinates of radio-frequency source |
-
2016
- 2016-06-22 RU RU2016125089A patent/RU2619915C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0836040A (en) * | 1994-07-25 | 1996-02-06 | Mitsubishi Electric Corp | Radiowave source position locating device |
US7777676B2 (en) * | 2008-07-11 | 2010-08-17 | Toa Systems, Inc. | Method of lightning location using time difference of arrival technology with auto correlation |
WO2010136409A1 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Thales | Method and system for determining the incoming direction of an electromagnetic wave having any polarisation |
RU2419814C1 (en) * | 2009-11-03 | 2011-05-27 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Helicopter radio electronic complex |
RU2432580C1 (en) * | 2010-08-03 | 2011-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method to determine coordinates of radio-wave radiation source in process of amplitude-phase direction finding on board of aircraft |
RU2510618C2 (en) * | 2012-07-27 | 2014-04-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Связь" | Method of determining coordinates of radio-frequency radiation source onboard aircraft |
RU2536609C1 (en) * | 2013-10-10 | 2014-12-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method and device for determining coordinates of radio-frequency source |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2693936C1 (en) * | 2018-02-20 | 2019-07-08 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for determining coordinates of radio-frequency radiation source |
CN108680158A (en) * | 2018-03-30 | 2018-10-19 | 南京航空航天大学 | Low coverage localization method in a kind of aircraft group sub based on polarizing field wave dyne |
CN108680158B (en) * | 2018-03-30 | 2022-07-26 | 南京航空航天大学 | Polarization domain DOA (DOA) factor-based aircraft in-group near-distance positioning method |
RU2709607C1 (en) * | 2019-01-09 | 2019-12-19 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal antenna system |
RU2713866C1 (en) * | 2019-04-09 | 2020-02-07 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method for polarization direction finding of radio signals using a tri-orthogonal antenna system |
RU2714502C1 (en) * | 2019-04-09 | 2020-02-18 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal antenna system |
RU2718737C1 (en) * | 2019-06-24 | 2020-04-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Технологии и системы радиомониторинга" | Method of determining coordinates of radio-frequency radiation sources |
RU2749194C1 (en) * | 2020-12-15 | 2021-06-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское бюро УЗГА" (ООО "ОКБ УЗГА") | Method for remote determination of the coordinates of the location of a ground (above-water) object |
RU2760975C1 (en) * | 2021-02-25 | 2021-12-02 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for determining radiation source location from aircraft |
RU2777147C1 (en) * | 2021-12-23 | 2022-08-01 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for location of radiation source from board aircraft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2619915C1 (en) | Method for determining the source of radio emissions coordinate from the aircraft | |
RU2551355C1 (en) | Method of coordinates determination of radio emission source | |
RU2619168C1 (en) | Method of determining direction to an active object intentionally approaching a spacecraft | |
RU2432580C1 (en) | Method to determine coordinates of radio-wave radiation source in process of amplitude-phase direction finding on board of aircraft | |
RU2557808C1 (en) | Method of determining inclined range to moving target using passive monostatic direction-finder | |
Averyanova et al. | Interference suppression at cooperative use of GPS, GLONASS, GALILEO, BEIDOU | |
RU2613369C1 (en) | Method of aircraft navigation using high-precision single-phase direction finder and address-respond packet digital radio link in decameter waves range | |
Grabbe et al. | Geo-location using direction finding angles | |
Daneshmand et al. | Precise GNSS attitude determination based on antenna array processing | |
RU2638177C1 (en) | Method for determining source of radio emissions coordinate from aircraft | |
RU2510618C2 (en) | Method of determining coordinates of radio-frequency radiation source onboard aircraft | |
KR102156490B1 (en) | Image decoding apparatus based on airborn and differential method of decoding image using the same | |
RU2711341C1 (en) | Two-dimensional direction finding method | |
RU2583450C1 (en) | Method of locating ground source of radio-frequency of satellite communication system | |
Northardt et al. | Bearings-only constant velocity target maneuver detection via expected likelihood | |
RU137394U1 (en) | DEVICE FOR PROCESSING INFORMATION OF NETWORK DISTANCED IN THE SPACE OF PELENGATION POST | |
Bhatti | Sensor deception detection and radio-frequency emitter localization | |
KR101957291B1 (en) | Apparatus and method for detecting direction of arrival signal in Warfare Support System | |
CN109412710B (en) | Antenna transmission performance evaluation method and device | |
RU2567240C1 (en) | Method of measuring aircraft bank angle | |
RU2647495C1 (en) | Multiplicative difference-relative method for determination of coordinates of position of pulsed radio-frequency source | |
Jian et al. | Algorithm for passive localization with single observer based on ambiguous phase differences measured by rotating interferometer | |
RU2668566C2 (en) | One-position multiplicative difference-relative method for determining of radio frequencies sources location coordinates | |
RU2546967C1 (en) | Method of measuring angular coordinates of aerial targets using doppler radar | |
RU2558640C2 (en) | Multiplicative difference-relative method for determination of coordinates of position of pulsed radio-frequency source |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180623 |