RU2778141C1 - Multi-position surveillance system - Google Patents
Multi-position surveillance system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778141C1 RU2778141C1 RU2022113276A RU2022113276A RU2778141C1 RU 2778141 C1 RU2778141 C1 RU 2778141C1 RU 2022113276 A RU2022113276 A RU 2022113276A RU 2022113276 A RU2022113276 A RU 2022113276A RU 2778141 C1 RU2778141 C1 RU 2778141C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- control
- sensors
- receiver
- Prior art date
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 claims description 26
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 14
- 230000010006 flight Effects 0.000 abstract description 5
- 229920002574 CR-39 Polymers 0.000 abstract 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 2
- 201000000194 ITM2B-related cerebral amyloid angiopathy 2 Diseases 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive Effects 0.000 description 1
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области управления полетами летательных аппаратов (ЛА) и может быть применено в многопозиционных системах наблюдения воздушного пространства, используемых для управления полетами ЛА на трассе движения и в районе аэродромов.The invention relates to the field of flight control of aircraft (LA) and can be applied in multi-position airspace surveillance systems used to control aircraft flights on the route and in the area of airfields.
Многопозиционная система наблюдения (МПСН) относится к радиотехническим средствам обзора воздушного пространства с разнесенными приемными сенсорами и общим сервером для приема и объединения принятых сенсорами сигналов, излучаемых ЛА, с последующей оценкой параметров положения (координат) обнаруженных ЛА.A multi-position surveillance system (MSS) refers to radio-technical means of airspace surveillance with spaced receiving sensors and a common server for receiving and combining the signals received by the sensors emitted by the aircraft, with subsequent assessment of the position parameters (coordinates) of the detected aircraft.
В МПСН измерение параметров пространственного положения обнаруживаемых ЛА производится путем привязки сигналов, принимаемых приемными сенсорами, к отсчетам единого времени, общего для всех сенсоров (временная синхронизация сенсоров), и последующей оценки разности времен прихода сигналов в приемные каналы сенсоров с учетом известного пространственного положения сенсоров.In MSSN, the measurement of the parameters of the spatial position of the detected aircraft is carried out by linking the signals received by the receiving sensors to the readings of a single time common to all sensors (time synchronization of the sensors), and then estimating the difference in the arrival times of the signals in the receiving channels of the sensors, taking into account the known spatial position of the sensors.
Известны МПСН, отличающиеся вариантами временной синхронизации приемных сенсоров с помощью различных источников единого времени.MSSNs are known, which differ in the options for time synchronization of receiving sensors using various sources of common time.
Известна МПСН, в которой синхронизация приемных сенсоров выполняется от одного источника времени (общих часов), формирующего периодические импульсы (метки) времени [1, Figure 10]. В указанной МПСН на аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 6, входы которых подключены к выходам соответствующих приемников 5 с приемными антеннами 4, всех приемных сенсоров 1 подаются одинаковые метки единого текущего времени, вырабатываемые высокостабильным генератором общих часов 3 и привязывающие (синхронизирующие) идентичные фрагменты сигналов, принимаемых N приемными сенсорами 1, к единой временной шкале (фиг. 1).MSSN is known, in which the synchronization of receiving sensors is performed from a single time source (common clock) that generates periodic pulses (marks) of time [1, Figure 10]. In the specified MPSN, analog-to-digital converters (ADC) 6, the inputs of which are connected to the outputs of the
Общие часы 3, вырабатывающие единое текущее время, в зависимости от взаимного расположения сервера 2 и разнесенных сенсоров 1 могут располагаться как в составе МПСН на сервере 2 или в одном из приемных сенсоров 1, так и снаружи МПСН (фиг. 1).The
Синхронизация от общих часов 3 требует передачи сигнала единого времени по аналоговым или цифровым физическим линиям наземной проводной связи или по каналам воздушной радиосвязи (каналам передачи данных), которые должны без искажений, с известными калиброванными временными задержками (в частном случае, одинаковыми) в реальном времени передать разветвленные сигналы единого времени во все приемные сенсоры 1. Практическая реализация высокостабильных физических линий передачи аналоговых (цифровых) сигналов с одинаковыми или фиксированными калиброванными временными задержками является сложной технической задачей и требует дополнительных материальных и строительных затрат.Synchronization from a
Известна МПСН, в которой синхронизация приемных сенсоров 1 не требует использования общих часов, наличия высокостабильных физических линий передачи сигналов с одинаковыми или фиксированными калиброванными временными задержками и выполняется от внешних эталонных сигналов времени, принимаемых в МПСН по радиоканалу от спутников глобальной навигационной спутниковой системы (ГЛОНАСС) или глобальной системы позиционирования (GPS и т.п.) [1, Figure 13]. В таких МПСН в каждом сенсоре 1 устанавливаются идентичные местные часы 3 и дополнительные приемники ГЛОНАСС/GPS 7 для приема спутниковых сигналов, синхронизирующих местные часы 3 для синхронной работы аналого-цифровых преобразователей 6 разнесенных сенсоров 1 (фиг. 2). Глобальная спутниковая система используется для предоставления общего эталонного сигнала единого времени для каждого из приемных сенсоров 1. Спутниковые сигналы отличаются высокой точностью и стабильностью системного времени, что является важным фактором для обеспечения точного измерения параметров положения объектов наблюдения. Это время может быть использовано в качестве общего единого времени для всех сенсоров 1.Known MSSN, in which the synchronization of the receiving
Синхронизация МПСН с помощью ГЛОНАСС и GPS проще по сравнению с вариантом использования внешних общих часов (фиг. 1), так как не требуется установка дополнительного внешнего оборудования, не нужна прокладка каналов связи и не требуется выполнение условия обеспечения одинаковых или фиксированных калиброванных временных задержек передачи сигналов в сенсорах.Synchronization of MSSN using GLONASS and GPS is simpler compared to the option of using an external common clock (Fig. 1), since no additional external equipment is required, no communication channels are needed, and the condition for ensuring the same or fixed calibrated signal transmission time delays is not required. in sensors.
Недостатком МПСН, использующих ГЛОНАСС и GPS, является ухудшение и нарушение работоспособности при замираниях спутниковых сигналов, обусловленных изменением параметров ионосферы и магнитного поля земли, а также появлением мешающих сигналов сторонних радиоэлектронных средств. Другой недостаток - необходимость использования в сенсорах 1 дополнительного оборудования в виде приемников ГЛОНАСС/GPS 7, работающих на несущих частотах передатчиков спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS. Дополнительно к недостаткам можно отнести возможность глушения и подмены сигналов ГЛОНАСС и GPS.The disadvantage of MSSN using GLONASS and GPS is the deterioration and disruption of performance during fading of satellite signals due to changes in the parameters of the ionosphere and the earth's magnetic field, as well as the appearance of interfering signals from third-party electronic means. Another drawback is the need to use additional equipment in the
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного изобретения является МПСН [1, Figure 12]. МПСН-прототип содержит N (не менее 3-х) идентичных приемных сенсоров 1, каждый из которых содержит приемник 5 с приемной антенной 4, АЦП 6 и местные часы 3, общий сервер 2, N входов которого подключены к выходам N сенсоров 1, а также передатчик контрольного радиосигнала 8 (фиг. 3). АЦП 6 приемных сенсоров 1 тактируются тактовыми импульсами идентичных местных часов 3. В МПСН-прототипе синхронизация приемных сенсоров 1 обеспечивается без использования внешних общих часов с каналами передачи данных и выполняется по внешнему контрольному радиосигналу, создаваемому передатчиком контрольного радиосигнала 8 и направляемому в МПСН по радиоканалу. Передатчик контрольного радиосигнала 8, содержащий формирователь контрольного радиосигнала 9 и передающее устройство 10 с передающей антенной 11, устанавливается в зоне расположения МПСН в некоторой точке земной поверхности с известными координатами при обязательном условии обеспечения прямой радиовидимости всех приемных сенсоров 1. В сервере 2, объединяющем выходные сигналы сенсоров 1, выполняется оценка временного положения сигналов, принимаемых от объекта наблюдения сенсорами 1, относительно тактовых импульсов местных часов 3 и контрольного радиосигнала.The closest analogue (prototype) of the claimed invention is MPSN [1, Figure 12]. The MSSN prototype contains N (at least 3)
В МПСН-прототипе контрольный радиосигнал излучается передатчиком контрольного радиосигнала 8 на несущей частоте, совпадающей с несущей частотой радиосигналов, излучаемых обнаруживаемым ЛА, и принимается теми же антеннами приемных сенсоров 1, на которые поступают радиосигналы от ЛА. Поступление в приемные каналы сенсоров 1 меток времени, маркеров или других идентичных фрагментов контрольного радиосигнала обеспечивает привязку (синхронизацию) местных часов 3 всех приемных сенсоров 1 к единой временной шкале.In the MPSN prototype, the control radio signal is emitted by the transmitter of the
Недостатком МПСН-прототипа является необходимость установки и использования дополнительного оборудования - внешнего передатчика контрольного радиосигнала 8 в пределах прямой видимости приемных сенсоров 1.The disadvantage of the MPSN prototype is the need to install and use additional equipment - an external transmitter of the
Другим недостатком МПСН-прототипа является понижение характеристик измерения координат ЛА ввиду ухудшения работоспособности МПСН при нестабильной работе или выходе из строя передатчика контрольного радиосигнала 8, при постоянном или временном затенении передатчика контрольного радиосигнала 8 естественными и преднамеренными статичными или движущимися препятствиями в направлении на сенсоры, а также при воздействии радиопомех. Понижение характеристик измерения координат ЛА, возникающее в условиях меняющегося качества работы передатчика контрольного радиосигнала 8, а также меняющейся затеняющей и помеховой обстановки, обусловлено тем, что не учитывается возможность дополнительной синхронизации сенсоров МПСН от альтернативных источников единого времени, что не позволяет повышать точность и надежность системы. Отсутствие дополнительной синхронизации сенсоров МПСН не позволяет также совершенствовать МПСН - повышать ее надежность и точность, присоединяя иные источники получения синхронизирующей информации, например, такие как радиосигналы местных телевизионных центров.Another disadvantage of the MPSN-prototype is the reduction in the characteristics of measuring the coordinates of the aircraft due to the deterioration of the performance of the MPSN in case of unstable operation or failure of the transmitter of the
При разработке предлагаемого изобретения решалась техническая проблема, заключающаяся в создании МПСН, лишенной указанных выше недостатков.In the development of the present invention, a technical problem was solved, which consists in creating an MPSN, devoid of the above disadvantages.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности и надежности МПСН.The technical result of the invention is to improve the accuracy and reliability of MPSN.
Указанный технический результат достигается тем, что МПСН управления воздушным движением, содержащая N (не менее 3) идентичных приемных сенсоров 1, каждый из которых содержит приемник 5, приемную антенну 4, АЦП 6 и местные часы 3, сервер 2, N входов которого подключены к выходам соответствующих N сенсоров 1, а также передатчик контрольного радиосигнала 8, содержащий формирователь контрольного радиосигнала 9 и передающее устройство 10 с передающей антенной 11, дополнительно снабжена частотно-разделительным устройством (ЧРУ) 12, подключенным входом к выходу приемной антенны 4 и состоящим из параллельно включенных фильтра высоких частот (ФВЧ) 17 и фильтра нижних частот (ФНЧ) 18, объединенные входы которых являются входом ЧРУ 12, выход ФВЧ подключен ко входу приемника 5 и является первым выходом ЧРУ 12, приемником телевизионного сигнала (ТВС) 14, вход которого подключен к выходу ФНЧ 18, являющемуся вторым выходом ЧРУ 12, дополнительным АЦП 15, сигнальный вход которого подключен к выходу приемника ТВС 14, а тактирующий вход - к выходу местных часов 3, формирователем строба управления 13, вход которого подключен к выходу местных часов 3, и коммутатором 16, первый (сигнальный) вход которого подключен к выходу АЦП 6, второй (сигнальный) вход - к выходу дополнительного АЦП 15, третий (управляющий) вход к выходу формирователя строба управления 13, а выход является выходом сенсора 1.The specified technical result is achieved by the fact that the air traffic control MSSN containing N (at least 3)
На фиг. 1 представлена известная функциональная схема МПСН [1], в которой синхронизация приемных сенсоров 1 выполняется от одного источника времени (общих часов), формирующего периодические импульсы (метки) времени.In FIG. 1 shows the well-known functional diagram of the MSSN [1], in which the synchronization of receiving
На фиг. 2 представлена известная функциональная схема МПСН, в которой синхронизация приемных сенсоров 1 не требует использования общих часов и выполняется от внешних эталонных сигналов времени, принимаемых в МПСН по радиоканалу от спутников глобальной навигационной спутниковой системы (ГЛОНАСС) или глобальной системы позиционирования (GPS и т.п.) [1, Figure 13].In FIG. 2 shows a well-known functional diagram of the MPSN, in which the synchronization of the
На фиг. 3 представлена функциональная схема МПСН-прототипа [1, Figure 12].In FIG. 3 shows a functional diagram of the prototype MPSN [1, Figure 12].
На фиг. 4 представлена функциональная схема заявляемой МПСН.In FIG. 4 shows a functional diagram of the proposed MPSN.
На схемах использованы следующие обозначения:The following designations are used in the diagrams:
1 - сенсор,1 - sensor,
2 - сервер,2 - server,
3 - часы,3 - clock,
4 - приемная антенна,4 - receiving antenna,
5 - приемник,5 - receiver,
6 - аналого-цифровой преобразователь,6 - analog-to-digital converter,
7 - приемник ГЛОНАСС/GPS,7 - GLONASS/GPS receiver,
8 - передатчик контрольного радиосигнала,8 - transmitter of the control radio signal,
9 - формирователь контрольного радиосигнала,9 - shaper of the control radio signal,
10 - передающее устройство,10 - transmitting device,
11 - передающая антенна,11 - transmitting antenna,
12 - частотно-разделительное устройство,12 - frequency separation device,
13 - формирователь строба управления,13 - control strobe driver,
14 - приемник телевизионного сигнала,14 - television signal receiver,
15 - дополнительный аналого-цифровой преобразователь,15 - additional analog-to-digital converter,
16 - коммутатор,16 - switch,
17 - фильтр высоких частот,17 - high pass filter,
18 - фильтр нижних частот.18 - low pass filter.
Осуществление предлагаемой МПСН состоит в следующем.The implementation of the proposed MPSN is as follows.
Сигналы от передающей антенны обнаруживаемого ЛА и сигналы от передающей антенны 11 передатчика контрольного радиосигнала 8 принимаются приемными антеннами 4 каждого из N (не менее 3) идентичных приемных сенсоров 1, проходят соответствующие фильтры высоких частот 17, пропускающие радиосигналы ЛА, а также передатчика контрольного радиосигнала 8 и блокирующие прохождение телевизионных сигналов, усиливаются в соответствующих приемниках 5, настроенных на согласованный прием импульсных последовательностей сигналов ЛА, а также передатчика контрольного радиосигнала 8, и преобразуются в цифровой код в дискретные моменты времени при помощи тактовых импульсов, вырабатываемых местными часами 3, в соответствующих аналого-цифровых преобразователях 6. Полученные цифровые последовательности с выходов АЦП 6 подаются на вход 1 соответствующих коммутаторов 16.The signals from the transmitting antenna of the detected aircraft and the signals from the transmitting
Одновременно телевизионные сигналы от местного телевизионного центра принимаются приемными антеннами 4 каждого из N сенсоров 1, проходят соответствующие фильтры нижних частот 18, пропускающие телевизионные сигналы и блокирующие прохождение высоких частот сигналов ЛА и передатчика контрольного радиосигнала 8, усиливаются в соответствующих приемниках ТВС 14, настроенных на согласованный прием ТВС, и преобразуются в цифровой код в дискретные моменты времени при помощи тактовых импульсов, вырабатываемых местными часами 3, в соответствующих дополнительных АЦП 15. Полученные цифровые последовательности с выходов дополнительных АЦП 15 подаются на вход 2 соответствующих коммутаторов 16.At the same time, television signals from the local television center are received by receiving
Коммутация цифровых кодов сигналов ЛА, передатчика контрольного радиосигнала 8 и телевизионных сигналов для обеспечения их последовательной передачи с выхода каждого из N сенсоров 1 на соответствующий вход сервера 2 выполняется в коммутаторе 16 путем использования выходного сигнала формирователя строба управления 13, поступающего на управляющий вход коммутатора 16 и представляющего собой, например, 2-битовый двоичный код, значение которого меняется в зависимости от вида пропускаемого сигнала. При этом, например, при значении кода 00 на выход коммутатора 16, являющийся выходом сенсора 1, могут пропускаться сигналы ЛА, при коде 01 - контрольные радиосигналы передатчика контрольного радиосигнала 8, а при коде 11 - ТВС.The switching of the digital codes of the signals of the aircraft, the transmitter of the
Таким образом, с выхода каждого из N сенсоров 1 по соответствующим каналам связи на сервер 1 последовательно поступают принятые сенсорами 1 сигналы ЛА, контрольные радиосигналы передатчика контрольного радиосигнала 8 и телевизионные сигналы.Thus, from the output of each of the
В сервере 2 МПСН известным образом (подобно аналогу и прототипу) принятые от N сенсоров 1 сигналы ЛА используются для определения пространственных координат ЛА, а сигналы передатчика контрольного радиосигнала 8 - для обеспечения взаимной временной синхронизации сенсоров 1. Прием сенсорами 1 и передача на сервер 2 телевизионных сигналов позволяет обеспечить дополнительную относительную временную синхронизацию сенсоров 1, что повышает достоверность обнаружения, точностные характеристики и надежность измерения координат ЛА в МПСН.In the
Сигнал, посланный ЛА, принимается N сенсорами 1, расположенными друг от друга на некотором расстоянии, в разное время, зависящее от расстояний между ЛА и сенсорами 1. Разница во времени приема сигнала ЛА двумя произвольными сенсорами 1 описывается пространственным гиперболоидом, на котором находится ЛА. Пересечение гиперболоидов, соответствующих отдельным парам сенсоров 1, определяет конкретную точку расположения ЛА в пространстве. Таким образом, определяется точное местонахождение объекта в пространстве. Так как основным параметром для расчета координат точки расположения ЛА в пространстве является время прихода сигнала, то на первый план выходит синхронизация всех приемных сенсоров 1 по времени и точность определения времени.The signal sent by the aircraft is received by
С целью количественной оценки уменьшения ошибки (погрешности) синхронизации при использовании ТВС в дополнение к синхронизации от контрольного радиосигнала определим величину зависимости средней квадратической ошибки (СКО) синхронизации радиосигналов ЛА, принимаемых сенсорами, в случае одновременной временной привязки (синхронизации) при помощи контрольных радиосигналов и ТВС.In order to quantify the reduction of the error (error) of synchronization when using TVS, in addition to synchronization from the control radio signal, we determine the value of the dependence of the mean square error (RMS) of synchronization of aircraft radio signals received by sensors in the case of simultaneous timing (synchronization) using control radio signals and TVS .
Время текущей привязки (синхронизации) радиосигнала ЛА к контрольному радиосигналу в сенсоре определим выражениемThe time of the current binding (synchronization) of the aircraft radio signal to the control radio signal in the sensor is determined by the expression
где Т - истинное (действительное) текущее время приема радиосигнала ЛА сенсором, определяемое расстоянием между сенсором и ЛА,where T is the true (real) current time of reception of the radio signal by the aircraft sensor, determined by the distance between the sensor and the aircraft,
Δt1 - ошибка (погрешность) привязки (синхронизации) радиосигнала ЛА к контрольному радиосигналу в сенсоре.Δt 1 - error (error) binding (synchronization) of the aircraft radio signal to the control radio signal in the sensor.
Время текущей привязки (синхронизации) радиосигнала ЛА к ТВС в сенсоре определим аналогичным выражениемThe time of the current binding (synchronization) of the aircraft radio signal to the TVS in the sensor is determined by a similar expression
где Δt2 - ошибка привязки (синхронизации) радиосигнала ЛА к ТВС в сенсоре.where Δt 2 is the error of binding (synchronization) of the aircraft radio signal to the TVS in the sensor.
Из выражений (1) и (2) следует, что время одновременной текущей привязки (синхронизации) радиосигнала ЛА к контрольному радиосигналу и ТВС в сенсоре с учетом статистической независимости синхронизации по каналам контрольного радиосигнала и ТВС можно определить выражениемIt follows from expressions (1) and (2) that the time of simultaneous current binding (synchronization) of the aircraft radio signal to the control radio signal and fuel assemblies in the sensor, taking into account the statistical independence of synchronization over the channels of the pilot radio signal and fuel assemblies, can be determined by the expression
Из выражения (3), полагая, что величины Δt1 и Δt2 распределены по равномерному закону с нулевым средним значением, с учетом статистической независимости ошибок синхронизации по каналам контрольного радиосигнала и ТВС получим среднее значение величины Т12 в сенсореFrom expression (3), assuming that the values of Δt 1 and Δt 2 are distributed uniformly with a zero average value, taking into account the statistical independence of synchronization errors in the channels of the control radio signal and TVS, we obtain the average value of T 12 in the sensor
Средний квадрат времени одновременной привязки (синхронизации) радиосигнала ЛА к контрольному радиосигналу и ТВС определим из (3) выражениемThe average square of the time of simultaneous binding (synchronization) of the aircraft radio signal to the control radio signal and TVS is determined from (3) by the expression
где - дисперсия временной синхронизации радиосигнала ЛА к контрольному радиосигналу, равная средней величине квадрата Δt1,where - the dispersion of the time synchronization of the radio signal of the aircraft to the control radio signal, equal to the average value of the square Δt 1 ,
- дисперсия временной синхронизации радиосигнала ЛА к ТВС, равная средней величине квадрата Δt2. - dispersion of time synchronization of the radio signal LA to TVS, equal to the average value of the square Δt 2 .
Используя выражения (4) и (5), получим выражение для дисперсии одновременной синхронизации радиосигнала ЛА по контрольному радиосигналу и ТВС.Using expressions (4) and (5), we obtain an expression for the dispersion of the simultaneous synchronization of the aircraft radio signal by the control radio signal and fuel assemblies.
Из выражения (6) определяется СКО синхронизации радиосигналов ЛА, принимаемых сенсорами, при одновременной временной привязке (синхронизации) при помощи контрольных радиосигналов и ТВСFrom expression (6), the RMS of the synchronization of aircraft radio signals received by sensors is determined with simultaneous timing (synchronization) using control radio signals and fuel assemblies
Как следует из выражения (7), при условии что для ТВС современных телевизионных центров выполняется на практике, и одновременной временной привязке (синхронизации) радиосигналов ЛА, принимаемых сенсорами, при помощи контрольного радиосигнала и ТВС СКО временной синхронизации радиосигналов ЛА уменьшается по сравнению с вариантом синхронизации только по контрольному радиосигналу.As follows from expression (7), under the condition that for TVS of modern television centers is carried out in practice, and simultaneous timing (synchronization) of aircraft radio signals received by sensors using a control radio signal and TVS RMS of the time synchronization of aircraft radio signals is reduced compared to the synchronization option only by control radio signal.
В частном идеализированном случае, когда величина результирующая СКО синхронизации уменьшится в 2 раза (по сравнению с вариантом синхронизации только по контрольному радиосигналу)In a particular idealized case, when the quantity the resulting RMSD of synchronization will decrease by a factor of 2 (compared to the synchronization option using only the control radio signal)
Для наиболее вероятной практической ситуации, когда СКО уменьшится в ~1,41 разаFor the most likely practical situation where RMS will decrease by ~1.41 times
Таким образом, использование ТВС в дополнение к синхронизации от контрольного радиосигнала значительно уменьшает ошибку (погрешность) синхронизации радиосигналов ЛА, принимаемых сенсорами, и поэтому соответственно пропорционально уменьшает ошибку измерения координат ЛА в МПСН.Thus, the use of TVS in addition to synchronization from the control radio signal significantly reduces the error (error) of synchronization of the aircraft radio signals received by the sensors, and therefore proportionally reduces the measurement error of the aircraft coordinates in the MSSN.
Введение в заявляемую МПСН приема и использования телевизионных сигналов путем введения в каждый из N сенсоров 1 частотно-разделительного устройства 12, состоящего из параллельно включенных ФВЧ 17 и ФНЧ 18, приемника ТВС 14, дополнительного АЦП 15, формирователя строба управления 13 и коммутатора 16 для дополнительной относительной временной синхронизации сенсоров 1, повышающей надежность работы и точностные характеристики МПСН, не использовались ни в одной из известных МПСН для определения местоположения ЛА.Introduction to the claimed MPSN for the reception and use of television signals by introducing into each of the N sensors 1 a frequency-separating
Такая совокупность отличительных признаков отсутствует и в аналогах, и в прототипе, что доказывает соответствие предложенной МПСН критерию «новизна».Such a set of distinguishing features is absent both in analogues and in the prototype, which proves the compliance of the proposed MPSN with the criterion of "novelty".
Таким образом, при анализе уровня техники не выявлены объекты, имеющие такую же совокупность признаков, как и заявляемое изобретение, а, следовательно, оно является новым.Thus, the analysis of the prior art did not reveal objects that have the same set of features as the claimed invention, and, therefore, it is new.
Изобретательский уровень предложенной МПСН подтверждается тем, что в результате поиска не выявлены МПСН, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками данного изобретения. Все прослеживаемые направления совершенствования МПСН, отраженные в известной научно-технической литературе, связаны с использованием временной синхронизации при помощи общих часов или сигналов единого времени GPS и ГЛОНАСС или сигналов, поступающих от внешнего передатчика контрольных радиосигналов. Это означает, что заявляемое изобретение не вытекает явным образом из известного уровня техники, а значит, имеет изобретательский уровень.The inventive step of the proposed MSSN is confirmed by the fact that as a result of the search no MSSNs were found that have features that coincide with the distinguishing features of the present invention. All traceable directions for improving the MSTS, reflected in the well-known scientific and technical literature, are associated with the use of time synchronization using a common clock or GPS and GLONASS common time signals or signals coming from an external transmitter of control radio signals. This means that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art, and therefore has an inventive step.
Пример конкретного осуществления составных частей МПСН. В качестве сенсора 1, содержащего приемную антенну 4, приемник 5, АЦП 6 и местные часы 3, может быть использована приемная станция серийной интегрированной МПСН «Альманах» [2], производимая Научно-производственным предприятием (НПП) «ЦРТС», в качестве сервера 2 может быть использован сервер обработки МПСН «Альманах» [2], производимый НПП «ЦРТС», в качестве передатчика контрольного радиосигнала 8 может быть использована передающая станция МПСН «Альманах» [2] или малогабаритный передатчик «ГНОМ» [3], производимые ООО «НПП «ЦРТС», а также самолетный ответчик СО-2010 [4], производимый Институтом авиационного приборостроения (АО «Навигатор»).An example of a specific implementation of the constituent parts of the MPSN. As a
Другие составные части предлагаемой МПСН могут представлять собой соответствующие функциональные блоки и функциональные элементы МПСН «Альманах», производимые НПП «ЦРТС», а также имеющиеся в продаже соответствующие стандартные функциональные блоки или стандартные функциональные элементы, серийно изготавливаемые и поставляемые различными производителями и компаниями.Other components of the proposed MPSN can be the corresponding functional blocks and functional elements of the Almanakh MPSN, produced by NPP CRTS, as well as the corresponding standard functional blocks or standard functional elements commercially available, mass-produced and supplied by various manufacturers and companies.
Так фильтр высоких частот 17 и фильтр нижних частот 18, образующие ЧРУ 12, могут быть реализованы при помощи микросхем соответственно SALF-680+ и ТНР-1050+ производителя Mini-Circuits [5], формирователь строба управления 13 и коммутатор 16 могут быть реализованы на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) типа «Cyclone IV» компании производителя «Altera» [6], приемник 5 и приемник ТВС 14 могут быть реализованы при помощи модуля широкополосного программно управляемого приемника типа AD9361 [7] или типа AD9371 [8] компании производителя «Analog Devices», подключаемого к модулю цифровой обработки сигналов соответственно типа ZedBoard Zynq-7000 ARM/FPGA SoC Development Board [9] компании производителя «Digilent. A National Instruments Company» или типа Xilinx Zynq-7000 SoC ZC706 Evaluation Kit компании производителя Xilinx [10], местные часы 3 - при помощи генератора тактовых сигналов на микросхеме типа LTC6952 (AD9544) или прямого цифрового синтеза сигналов на микросхеме типа AD9912 компании производителя «Analog Devices» [11].So the high-
Таким образом, заявляемое изобретение является промышленно применимым. Кроме управления воздушным движением изобретение может использоваться в других отраслях промышленности, где требуется определение местоположения источников радиоизлучения в пространстве: морская, наземная и воздушная радионавигация, топография, геологоразведка и т.п. Оно обладает преимуществами перед известными техническим решениями, состоящими в повышении достоверности обнаружения и точностных характеристик измерения параметров положения источников радиоизлучения, что обуславливает его технико-экономическую эффективность.Thus, the claimed invention is industrially applicable. In addition to air traffic control, the invention can be used in other industries where it is required to determine the location of radio emission sources in space: sea, land and air radio navigation, topography, geological exploration, etc. It has advantages over known technical solutions, consisting in increasing the reliability of detection and the accuracy of measuring the parameters of the position of radio emission sources, which determines its technical and economic efficiency.
ЛитератураLiterature
1. National Aerospace Laboratory NLR (2005), NLR-CR-2004-472, Wide Area Multilateration, Report on EATMP TRS 131/04, Version 1.1 [Электронный ресурс]. URL:https://ext.eurocontrol.int/lexicon/index.php/Wide_area_multilateration#Definition_Source/_ (дата обращения: 25.10.2019); URL:https://docplayer.net/50791604-Wide-area-multilateration-report-on-eatmp-trs-131-04-version-1-1.html (дата обращения: 25.10.2019)1. National Aerospace Laboratory NLR (2005), NLR-CR-2004-472, Wide Area Multilateration, Report on EATMP TRS 131/04, Version 1.1 [Electronic resource]. URL: https://ext.eurocontrol.int/lexicon/index.php/Wide_area_multilateration#Definition_Source/_ (accessed 25.10.2019); URL: https://docplayer.net/50791604-Wide-area-multilateration-report-on-eatmp-trs-131-04-version-1-1.html (Accessed: 10/25/2019)
2. «Альманах» - интегрированная много позиционная система наблюдения в аэродромной и трассовой зонах [Электронный ресурс]. URL:http://www,npp-crts.ru/production/multilateratsiya/almanakh/ (дата обращения: 25.10.2019)2. "Almanac" - an integrated multi-position surveillance system in the airfield and route areas [Electronic resource]. URL: http://www,npp-crts.ru/production/multilateratsiya/almanakh/ (date of access: 10/25/2019)
3. «ГНОМ» - малогабаритный передатчик АЗНВ [Электронный ресурс]. URL:http://www.npp-crts.ru/production/aznv/gnom/ (дата обращения: 25.10.2019)3. "GNOM" - small-sized AZNV transmitter [Electronic resource]. URL:http://www.npp-crts.ru/production/aznv/gnom/ (date of access: 10/25/2019)
4. Самолетный ответчик СО-2010 [Электронный ресурс]. URL:https://navigat.ru/products/samoletnye-otvetchiki/so-2010/ (дата обращения: 25.10.2019)4. Aircraft transponder SO-2010 [Electronic resource]. URL: https://navigat.ru/products/samoletnye-otvetchiki/so-2010/ (date of access: 10/25/2019)
5. Mini-circuits [Электронный ресурс]. URL:https://www.minicircuits.com/ (дата обращения: 25.10.2019)5. Mini-circuits [Electronic resource]. URL: https://www.minicircuits.com/ (date of access: 25.10.2019)
6. Intel FPGA Cyclone [Электронный ресурс]. URL:https://www.intel.ru/content/www/ru/ru/products/programmable/cyclone-series.html (дата обращения: 25.10.2019)6. Intel FPGA Cyclone [Electronic resource]. URL:https://www.intel.ru/content/www/ru/ru/products/programmable/cyclone-series.html (date of access: 10/25/2019)
7. Описание AD9361 [Электронный ресурс]. URL:https://www.analog.com/en/products/ad9361.html#product-overview (дата обращения: 25.10.2019)7. Description of AD9361 [Electronic resource]. URL: https://www.analog.com/en/products/ad9361.html#product-overview (accessed 10/25/2019)
8. Описание AD9371 [Электронный ресурс]. URL:https://www.analog.com/en/products/ad9371.html (дата обращения: 25.10.2019)8. Description of AD9371 [Electronic resource]. URL: https://www.analog.com/en/products/ad9371.html (accessed 10/25/2019)
9. ZedBoard Zynq-7000 ARM/FPGA SoC Development Board [Электронный ресурс]. URL:https://store.digilentinc.com/zedboard-zynq-7000-arm-fpga-soc-development-board/ (дата обращения: 25.10.2019)9. ZedBoard Zynq-7000 ARM/FPGA SoC Development Board [Electronic resource]. URL: https://store.digilentinc.com/zedboard-zynq-7000-arm-fpga-soc-development-board/ (Accessed: 10/25/2019)
10. Xilinx Zynq-7000 SoC ZC706 Evaluation Kit [Электронный ресурс]. URL:https://www.xilinx.com/products/boards-and-kits/ek-z7-zc706-g.html (дата обращения: 25.10.2019)10. Xilinx Zynq-7000 SoC ZC706 Evaluation Kit [Electronic resource]. URL: https://www.xilinx.com/products/boards-and-kits/ek-z7-zc706-g.html (Accessed: 10/25/2019)
11. Analog Devices продукты «Тактовый сигнал и синхронизация» [Электронный ресурс]. URL: https://www.analog.com/ru/products/clock-and-timing.html (дата обращения: 25.10.2019).11. Analog Devices products "Clock signal and synchronization" [Electronic resource]. URL: https://www.analog.com/en/products/clock-and-timing.html (Accessed 10/25/2019).
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2778141C1 true RU2778141C1 (en) | 2022-08-15 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2325030C2 (en) * | 2002-06-21 | 2008-05-20 | Пульс-Линк, Инк. | Wireline environment ultrawideband |
US8063825B1 (en) * | 2009-05-07 | 2011-11-22 | Chun Yang | Cooperative position location via wireless data link using broadcast digital transmissions |
RU115592U1 (en) * | 2011-10-24 | 2012-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
US9699607B2 (en) * | 2005-12-15 | 2017-07-04 | Polte Corporation | Multi-path mitigation in rangefinding and tracking objects using reduced attenuation RF technology |
RU2624736C2 (en) * | 2015-12-08 | 2017-07-06 | Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский центр "РЕЗОНАНС" (ЗАО НИЦ "РЕЗОНАНС") | Radar station circular view "resonance" |
US10578704B1 (en) * | 2009-07-31 | 2020-03-03 | Keysight Technologies, Inc. | Method and system for locating signal emitters using cross-correlation with a reconstructed waveform |
RU210735U1 (en) * | 2020-10-02 | 2022-04-28 | Общество с ограниченной ответственностью «ПРОМИНВЕСТ» | RADIO MODEM ROUTER |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2325030C2 (en) * | 2002-06-21 | 2008-05-20 | Пульс-Линк, Инк. | Wireline environment ultrawideband |
US9699607B2 (en) * | 2005-12-15 | 2017-07-04 | Polte Corporation | Multi-path mitigation in rangefinding and tracking objects using reduced attenuation RF technology |
US8063825B1 (en) * | 2009-05-07 | 2011-11-22 | Chun Yang | Cooperative position location via wireless data link using broadcast digital transmissions |
US10578704B1 (en) * | 2009-07-31 | 2020-03-03 | Keysight Technologies, Inc. | Method and system for locating signal emitters using cross-correlation with a reconstructed waveform |
RU115592U1 (en) * | 2011-10-24 | 2012-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
RU2624736C2 (en) * | 2015-12-08 | 2017-07-06 | Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский центр "РЕЗОНАНС" (ЗАО НИЦ "РЕЗОНАНС") | Radar station circular view "resonance" |
RU210735U1 (en) * | 2020-10-02 | 2022-04-28 | Общество с ограниченной ответственностью «ПРОМИНВЕСТ» | RADIO MODEM ROUTER |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NEVEN W.H.L., QUILTER T.J., WEEDON R., HOGENDOORN R.A. NLR-CR-2004-472, Wide Area Multilateration, Report on EATMP TRS 131/04, Version 1.1 // Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium. National Aerospace Laboratory NLR. 2005. фиг.12. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10962651B2 (en) | Ionospheric delay correction method for LEO satellite augmented navigation systems | |
US7570194B2 (en) | High precision surveillance system by means of multilateration of secondary surveillance radar (SSR) signals | |
US6111536A (en) | System and method for distance measurement by inphase and quadrature signals in a radio system | |
US5008679A (en) | Method and system for locating an unknown transmitter | |
US6424290B1 (en) | Narrowband passive differential tracking system (U) | |
US20140368387A1 (en) | Method and system for simultaneous receiver calibration and object localisation for multilateration | |
US11395103B2 (en) | Positioning system and method | |
KR101534167B1 (en) | Apparatus for analysing real time jamming effectiveness of Satellite Navigation | |
Kaiser et al. | Multistatic Doppler estimation using global positioning system passive coherent location | |
Osechas et al. | Feasibility demonstration of terrestrial RNP with LDACS | |
RU2018855C1 (en) | Aircraft radio navigation system | |
RU2778141C1 (en) | Multi-position surveillance system | |
van der Merwe et al. | Low-cost COTS GNSS interference detection and classification platform: Initial results | |
RU113022U1 (en) | LAND-SPACE RADAR SYSTEM | |
CN104597466A (en) | Spaceborne GNSS-R Doppler delay mapping receiver | |
Tsai et al. | HF Radio Angle-of-Arrival Measurements and Ionosonde Positioning. | |
WO2007008570A1 (en) | Method and apparatus for high altitude environmental data collection | |
RU2478979C1 (en) | Range radiotechnical system of short-range navigation of aircrafts | |
US6967615B1 (en) | Phase center measurement of electronic warfare antennas using GPS signals | |
US11573085B2 (en) | Positioning system and method | |
KR20190056727A (en) | System for Cluster Design Simulation, Method and Computer Readable Recording Medium | |
Jan et al. | Wide area multilateration evaluation test bed using USRP based ADS-B receiver | |
Al Aziz | Navigation for UAVs using signals of opportunity | |
US20210072707A1 (en) | Time synchronization system, management device, time synchronization method, and program | |
CN112394318B (en) | In-situ passive positioning test system for airborne single-station flight test |