RU2790808C1 - Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации - Google Patents
Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790808C1 RU2790808C1 RU2022117238A RU2022117238A RU2790808C1 RU 2790808 C1 RU2790808 C1 RU 2790808C1 RU 2022117238 A RU2022117238 A RU 2022117238A RU 2022117238 A RU2022117238 A RU 2022117238A RU 2790808 C1 RU2790808 C1 RU 2790808C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- moving object
- coordinates
- moving
- moving objects
- group
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области радионавигации и радиосвязи при осуществлении локальной навигации. Сущность предлагаемого способа мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов заключается во взаимодействии N одинаковых по техническому оснащению подвижных объектов группы, в состав которых входят: устройство сбора данных и расчета координат, дисплей, штатная радиостанция, штатная гарнитура, блок управления мониторингом, M разнесенных в пространстве опорных приемопередатчиков с известными локальными координатами. Обеспечение взаимной осведомленности каждого подвижного объекта о пространственно-временном состоянии всех объектов группы производится путем определения собственных локальных координат подвижного объекта на основании значений интервалов времени, пропорциональных расстояниям между подвижным объектом и опорными приемопередатчиками, измеренных запросным способом. При этом определение подвижным объектом локальных координат других подвижных объектов группы на основании измеренных значений интервалов времени между запросными сигналами других подвижных объектов и ответными сигналами опорных приемопередатчиков на запросы других подвижных объектов, принятыми техническими средствами подвижного объекта, осуществляется за счёт использования информации о собственных локальных координатах подвижного объекта. Расчет локальных координат самого подвижного объекта и локальных координат других подвижных объектов группы осуществляется устройством сбора данных и расчета координат подвижного объекта решением систем линейных уравнений, связывающих искомые координаты подвижного объекта, координаты опорных приемопередатчиков, и измеренные значения временных интервалов, с дальнейшим отображением рассчитанных локальных координат подвижных объектов на экране дисплея одним из известных способов, например в виде отметок на фоне карты местности. Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение мониторинга пространственно-временного состояния подвижных объектов без привязки местоположения объектов к общедоступной системе координат. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области радионавигации и радиосвязи и направлено на получение оценок пространственно-временного состояния группы подвижных объектов, использующих локальную навигацию.
Пространственно-временное состояние подвижных объектов в составе группы из N равноправных подвижных объектов, можно определить любым доступным способом, включая использование глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), например, [1, 2, 3]. При этом N подвижных объектов должны определить свои координаты в общедоступной системе координат с использованием ГНСС и передавать их всем остальным подвижным объектам группы для координации совместных действий. Однако применение ГНСС для определения местоположения подвижных объектов может быть ограничено из-за недоступности приема навигационных сигналов ГНСС вследствие наличия электромагнитных помех и/или недостоверности навигационной информации из-за искажения навигационного поля. Кроме того, открытая передача абсолютных (привязанных к общедоступной системе координат) данных о местоположении объектов может привести к несанкционированному использованию этих данных для деструктивного воздействия на подвижные объекты.
Задачей данного изобретения является обеспечение мониторинга пространственно-временного состояния подвижных объектов без привязки местоположения объектов к общедоступной системе координат с целью повышения скрытости и живучести объектов и исключению передачи по линиям радиосвязи данных о местоположении объектов в интересах предотвращения их несанкционированного использования для деструктивного воздействия на эти объекты.
В общедоступных источниках не обнаружены способы или системы мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации без привязки местоположения объектов к общедоступной системе координат.
Предлагаемый способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации основан на взаимодействии N равноправных одинаковых по техническому оснащению подвижных объектов группы, в состав которых входят технические средства: устройство сбора данных и расчета координат, дисплей, штатная радиостанция, штатная гарнитура, блок управления мониторингом, и M разнесенных в пространстве опорных приемопередатчиков с известными локальными координатами, и обеспечивает взаимную осведомленность каждого подвижного объекта о пространственно-временном состоянии всех подвижных объектов группы путем определения собственных локальных координат подвижного объекта на основании значений интервалов времени, пропорциональных расстояниям между подвижным объектом и опорными приемопередатчиками, измеренных подвижным объектом запросным способом, и определения подвижным объектом локальных координат других подвижных объектов группы на основании измеренных значений интервалов времени между запросными сигналами других подвижных объектов и ответными сигналами опорных приемопередатчиков на запросы других подвижных объектов, принятыми техническими средствами подвижного объекта, с использованием информации о собственных локальных координатах подвижного объекта, при этом расчет локальных координат самого подвижного объекта и локальных координат других подвижных объектов группы осуществляется в устройстве сбора данных и расчета координат подвижного объекта путем решения систем линейных уравнений, связывающих искомые координаты подвижного объекта, координаты опорных приемопередатчиков, и измеренные значения временных интервалов, с дальнейшим отображением рассчитанных локальных координат подвижных объектов на экране дисплея одним из известных способов, например в виде отметок на фоне карты местности.
Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 показана схема взаимодействия подвижных объектов и опорных приемопередатчиков в процессе мониторинга пространственно-временного состояния подвижных объектов группы, на фиг. 2 показана структурная схема технических средств подвижного объекта.
Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации реализуется группой из N равноправных подвижных объектов Аn, n=1, …, N, в состав которых входят штатное оборудование ШО состоящее из штатной радиостанции ШРn, штатная гарнитура Гn, и дополнительное оборудование ДО состоящее из блока управления мониторингом Мn, устройства сбора данных и расчета координат УСn, дисплея Дn, взаимодействующих с М разнесенными в пространстве опорными приемопередатчикамми ОПm, с известными координатами x0m, y0m (m=1, …, M).
Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации осуществляется следующим образом.
Первоначально каждый подвижный объект Аn, n=1, …, N, определяет собственные координаты (xn, yn), для чего при нажатии на тангенту гарнитуры Гn при переводе штатной радиостанции ШРn в режим «Передача» с помощью блока управления мониторингом Мn формируется кодограмма «Запрос дальности» (ЗДn) содержащая уникальный идентификационный номер, которая через штатную радиостанцию ШРn передается на опорные приемопередатчики ОПm, с фиксацией времени ее передачи tЗДn в блоке управления мониторингом Мn. От опорных приемопередатчиков ОПm, m=1, …, M, на подвижный объект Аn приходят кодограммы «Ответ дальности» (ОДnm), которые принимаются штатной радиостанцией ШРn и передаются в блок управления мониторингом Мn подвижного объекта Аn, где фиксируется время их приема tОДnm и измеряются задержки ∆tnm=tОДnm-tЗДn. Измеренные задержки ∆tnm, m=1, …, M, передаются в устройство сбора данных и расчета координат УСn, для расчета собственных координат (xn, yn) подвижного объекта Аn дальномерным методом путем решения системы уравнений
относительно xn и yn одним из численных методов [4, 5, 6], где νс - скорость распространения радиоволны, равная скорости света.
Определение подвижным объектом Аn, n=1, …, N, координат (xi, yi) другого подвижного объекта группы Аi, i=1, …, N, i ≠ n, осуществляется следующим образом. В процессе определения собственных координат подвижный объект Аi, формирует и излучает кодограмму «Запрос дальности» (ЗДi), которая принимается штатной радиостанцией ШРn подвижного объекта Аn, и передается в блок управления мониторингом Мn с фиксацией времени ее приема tЗДi и идентифицируя его как Аi. Опорные приемопередатчики ОПm, m=1, …, M, в ответ на кодограмму «Запрос дальности» (ЗДi) подвижного объекта Аi формируют и излучают кодограммы «Ответ дальности» (ОДim), которые принимаются штатной радиостанцией ШРn подвижного объекта Аn, и передается в блок управления мониторингом Мn с фиксацией времени их приема tОДim и с измерением задержек ∆tim=tОДim-tЗДi. Измеренные задержки ∆tim, m=1 ,.…., M, передаются в устройство сбора данных и расчета координат УСn, для расчета координат (xi, yi) подвижного объекта Аi разностно-дальномерным методом, для чего:
1) составляется системы уравнений
где - неизвестные расстояния между другим подвижным объектом Аi и опорными приемопередатчиками ОПm, m=1, …, M,
2) полученная система уравнений преобразуется путем вычитания первого уравнения из всех оставшихся уравнений системы и переноса известных составляющих в правую часть уравнений с составлением системы уравнений для разностно-дальномерного метода
которая решается относительно xi и yi одним из численных методов [4, 5, 6].
Рассчитанные устройством сбора и расчета координат УСn собственные координаты (xn, yn) подвижного объекта Аn, а также координаты (xi, yi) других подвижных объектов Аi группы выводятся на экране дисплея Дn одним из известных способов, например в виде отметок на фоне карты местности.
Таким образом обеспечивается взаимная осведомленность каждого подвижного объекта группы Аn о своем пространственно-временном состоянии и о пространственно-временном состоянии всех остальных подвижных объектов группы в условиях локальной навигации. При этом между подвижными объектами группы не требуется дополнительный обмен информацией, которая могла бы быть несанкционированно использована для организации деструктивного воздействия на подвижные объекты.
Источники информации
1. Журавлев, А.В. Навигационные комплексы наземных мобильных средств военного назначения [Текст]: монография / А.В. Журавлев. - Воронеж: Издательско-полиграфический центр «Научная книга», 2017. —
290 с.
290 с.
2. Тяпкин В.Н., Гарин Е.Н. Методы определения навигационных параметров подвижных средств с использованием спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС: – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. – 260 с.
3. Амиров А.Ж., Когай Г.Д., Хамзина М.С. Система спутникового мониторинга подвижных объектов. «Молодой учёный» . № 4 (108) . Февраль, 2016 г. С.8-9.
4. Кирюшкин В.В., Волков Н.С., Супрунов А.В. Использование навигационных позиционных методов определения координат в задаче наблюдения воздушных целей // Труды XXIV международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация и связь» - 2018, т.3, с.163-175.
5. Маркин В.Г. Расчет координат объектов в разностно-дальномерной системе и анализ погрешностей расчета. Радиотехника, №12, 2013г., с.81-85.
6. Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы / В.С. Шебшаевич, П.П. Дмитриев, Н.В. Иванцевич и др.; Под ред. П.П. Дмитриева и В.С. Шебшаевича. – М.: Радио и связь, 1982. – 272 с.
Claims (1)
- Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации, основанный на взаимодействии N равноправных одинаковых по техническому оснащению подвижных объектов группы, в состав которых входят технические средства: устройство сбора данных и расчета координат, дисплей, штатная радиостанция, штатная гарнитура, блок управления мониторингом, и M разнесенных в пространстве опорных приемопередатчиков с известными локальными координатами, и обеспечивающий взаимную осведомленность каждого подвижного объекта о пространственно-временном состоянии всех подвижных объектов группы путем определения собственных локальных координат подвижного объекта на основании значений интервалов времени, пропорциональных расстояниям между подвижным объектом и опорными приемопередатчиками, измеренных подвижным объектом запросным способом, и определения подвижным объектом локальных координат других подвижных объектов группы на основании измеренных значений интервалов времени между запросными сигналами других подвижных объектов и ответными сигналами опорных приемопередатчиков на запросы других подвижных объектов, принятыми техническими средствами подвижного объекта, с использованием информации о собственных локальных координатах подвижного объекта, при этом расчет локальных координат самого подвижного объекта и локальных координат других подвижных объектов группы осуществляется в устройстве сбора данных и расчета координат подвижного объекта путем решения систем линейных уравнений, связывающих искомые координаты подвижного объекта, координаты опорных приемопередатчиков, и измеренные значения временных интервалов, с дальнейшим отображением рассчитанных локальных координат подвижных объектов на экране дисплея в виде отметок на фоне карты местности.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2790808C1 true RU2790808C1 (ru) | 2023-02-28 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2582595C1 (ru) * | 2015-04-06 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Система точной навигации подвижных объектов с использованием данных наземной инфраструктуры глонасс |
RU2624790C1 (ru) * | 2016-03-14 | 2017-07-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" (ФГБОУ ВО "РГРТУ", РГРТУ) | Способ динамического определения местоположения мобильных объектов |
US20190200188A1 (en) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Polaris Industries Inc. | Vehicle-To-Vehicle Communication System |
RU2784109C1 (ru) * | 2022-06-09 | 2022-11-23 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2582595C1 (ru) * | 2015-04-06 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Система точной навигации подвижных объектов с использованием данных наземной инфраструктуры глонасс |
RU2624790C1 (ru) * | 2016-03-14 | 2017-07-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" (ФГБОУ ВО "РГРТУ", РГРТУ) | Способ динамического определения местоположения мобильных объектов |
US20190200188A1 (en) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Polaris Industries Inc. | Vehicle-To-Vehicle Communication System |
RU2784109C1 (ru) * | 2022-06-09 | 2022-11-23 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60016933T2 (de) | Verfahren und einrichtung zur ortung eines mobil-endgeräts mittels zeitgebern von geringer genauigkeit | |
US9736637B2 (en) | Position determination of mobile stations in a wireless network | |
US7592956B2 (en) | Wireless transmitter location determining system and related methods | |
US7626546B2 (en) | Methods and systems for detection and location of multiple emitters | |
CN108810133A (zh) | 一种基于uwb和tdoa算法的智能机器人定位方法及定位系统 | |
CN103713298B (zh) | 一种基于交互式测距信息和rnss的反欺骗方法 | |
CA2450146C (en) | Device and method for positioning | |
Xia et al. | TDOA-based mobile localization using particle filter with multiple motion and channel models | |
Nam et al. | CNVPS: Cooperative neighboring vehicle positioning system based on vehicle-to-vehicle communication | |
KR20180061078A (ko) | 서버 기반의 실내 작업장 내 작업자 위치 추정 시스템 및 그 방법 | |
RU2790808C1 (ru) | Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации | |
US7663535B2 (en) | System and method to position register and phase synchronize a monitoring network | |
WO2019120516A1 (en) | Position refinement for vehicles | |
US20070184843A1 (en) | Self surveying radio location method | |
CN107809797A (zh) | 一种对终端进行定位的方法及装置 | |
Duong et al. | Improving indoor positioning system using weighted linear least square and neural network | |
RU2784109C1 (ru) | Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации | |
RU2784103C1 (ru) | Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов при локальной навигации | |
Tewolde et al. | Efficient WiFi-based indoor localization using particle swarm optimization | |
JPH0886855A (ja) | 測位システム | |
RU2744808C2 (ru) | Способ локального позиционирования узла-нарушителя информационной безопасности в мобильных системах передачи данных | |
Bin Waheed et al. | Indoor mobile localization using wireless sensor networks (wsns) | |
RU2809923C1 (ru) | Способ мониторинга пространственно-временного состояния группы подвижных объектов | |
RU2629758C1 (ru) | Способ определения взаимного положения и управления для группы перемещающихся объектов | |
RU2802050C1 (ru) | Способ локальной радионавигации подвижного объекта |