RU2091712C1 - Способ холина определения скоростей поступательного и вращательного движения объекта - Google Patents

Способ холина определения скоростей поступательного и вращательного движения объекта Download PDF

Info

Publication number
RU2091712C1
RU2091712C1 RU94045638A RU94045638A RU2091712C1 RU 2091712 C1 RU2091712 C1 RU 2091712C1 RU 94045638 A RU94045638 A RU 94045638A RU 94045638 A RU94045638 A RU 94045638A RU 2091712 C1 RU2091712 C1 RU 2091712C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vector
translational
velocity
speed
values
Prior art date
Application number
RU94045638A
Other languages
English (en)
Other versions
RU94045638A (ru
Inventor
Игорь Владимирович Холин
Original Assignee
Игорь Владимирович Холин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Владимирович Холин filed Critical Игорь Владимирович Холин
Priority to RU94045638A priority Critical patent/RU2091712C1/ru
Publication of RU94045638A publication Critical patent/RU94045638A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2091712C1 publication Critical patent/RU2091712C1/ru

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Способ Холина определения вектора поступательной скорости и вектора скорости собственного вращения динамического объекта относится к радио-, лазерной и гидролокации, а также радио- и лазерной навигации и заключается в том, что для расширения арсенала технических средств определения параметров сложного вращательно-поступательного движения удаленного объекта и повышения точности определения параметров движения для первого направления зондирования принимают рассеянные сигналы в двух пунктах, измеряют радиальную скорость, компенсируют фазо-частотные сдвиги и выделяют комплексные сгибающие принятых сигналов, вычисляют взаимно корреляционную функцию (ВКФ) комплексных сгибающих для всех комбинаций значений параметров движения и взаимного расположения пунктов приема, находят максимум ВКФ, по положению которого определяют направление и задержку смещения амплитудно-фазового распределения АФР рассеянного поля, выбирают второе направление зондирования, для которого аналогично определяют радиальную скорость и направление и задержку смещения АФР, далее по измеренным для двух направлений зондирования значениям вычисляют искомые оценки трехмерных векторов поступательной скорости и скорости собственного вращения объекта.

Description

Изобретение предназначено для определения вектора поступательной скорости и вектора скорости собственного вращения удаленных динамических объектов, совершающих в общем случае сложное вращательно-поступательное движение, например, планет, их спутников, астероидов, самолетов и т.п.
Наиболее близким к предложенному является способ определения скорости поступательного и вращательного движения объекта, заключающийся в том, что облучают объект источником когерентного излучения, регистрируют отраженный объектом сигнал в пункте приема, выделяют комплексную огибающую зарегистрированного сигнала, последовательно определяют среднюю доплеровскую частицу и радиальную скорость Vp11, измеряют из пункта приема направление на объект
Figure 00000001
и дальность R11 и судят о скоростях движения объекта.
Однако данный способ характеризуется низкой точностью, не позволяет разделить параметры вращательного и поступательного движения и не позволяет определить вектор скорости вращения.
Цель изобретения повышение точности определения скорости поступательного и вращательного движения объекта.
Цель достигается тем, что дополнительно отраженный сигнал регистрируют во втором пункте, отстоящем от первого на вектор
Figure 00000002
, базы, выделяют комплексную огибающую отраженного сигнала, определяют среднюю доплеровскую частоту и радиальную скорость Vp12, задают первое направление зондирования
Figure 00000003
, по значениям
Figure 00000004
,
Figure 00000005
, Vp11, νp12, R11 определяют дальности R1 и радиальную скорость Vp1, последовательно изменяют ориентацию вектора
Figure 00000006
базы и возможные значения скоростей движения объекта, для каждой комбинации значений скоростей и ориентации базы
Figure 00000007
формируют взаимно корреляционную функцию (ВКФ) комплексных огибающих сигналов в первом и втором пунктах, по максимуму ВКФ определяют задержку τ1 смещения распределения отраженного поля между пунктами, направление
Figure 00000008
смещения, разностную доплеровскую частоту, по которой находят проекцию Va1 поступательной скорости на вектор
Figure 00000009
базы, задают второе направление зондирования
Figure 00000010
, регистрируют сигналы в двух, разнесенных на вектор
Figure 00000011
базы пунктах, аналогично первому направлению зондирования определяют
Figure 00000012
, по полученным скалярным проекциям Vp1, Vp2, Va1Va2 судят о трехмерном векторе поступательной скорости
Figure 00000013
, определяют проекции
Figure 00000014
вектора скорости собственного вращения объекта на первую и вторую тангенциальные плоскости, ортогональные первому и второму направлениям, зондирование, по формулам
Figure 00000015

соответственно, где
Figure 00000016
проекция вектора
Figure 00000017
на первую и вторую тангенциальные плоскости, соответственно, и по двум проекциям
Figure 00000018
судят о трехмерном векторе скорости собственного вращения объекта.
Для достижения указанного технического результата предлагаемый способ реализуют следующим образом. Измеряют радиус вектор
Figure 00000019
и задают направление зондирования
Figure 00000020
. Облучают поверхность объекта источником когерентного излучения. Обратнорассеянное поле принимают в двух пунктах, разнесенных на базовое расстояние
Figure 00000021
. В пунктах приема измеряют среднюю доплеровскую частоту, затем, используя известные методы, вычисляют оценку радиальной составляющей поступательной скорости объекта
Figure 00000022
для данного (первого) направления зондирования. Задают ожидаемые значения параметров поступательного движения подрадарной точки объекта (т.е. точки, лежащей на направлении зондирования) и производят компенсацию фазовых и частотных сдвигов принятых сигналов, которые вызваны движением объекта. В результате в каждом пункте выделяют комплексные огибающие принятых сигналов. Для выбранных значений параметров движения и направления вектора базы
Figure 00000023
вычисляют взаимную корреляционную функцию (ВКФ) выделенных комплексных огибающих. Последовательно изменяют значения параметров движения и ориентацию базы и вновь вычисляют ВКФ для всех возможных комбинаций значений параметров движения и направлений вектора базы. Диапазон возможных значений выбирают исходя из имеющейся априорной информации об объекте. Находят максимум ВКФ, по положению которого определяют оценки: задержки
Figure 00000024
смещения амплитудно-фазового распределения (АФР) рассеянного поля между пунктами приема, направления смещения АФР
Figure 00000025
и проекции поступательной скорости на вектор базы
Figure 00000026
. Возможность независимого определения проекции Va базируется на том известном факте, что поступательное движение лоцируемого объекта в тангенциальном направлении создает в пунктах наблюдения разностную доплеровскую частоту, однозначно характеризующую скорость этого движения [2] тогда как вращательное движение такого эффекта не создает. Измеряют радиус-вектор дальности
Figure 00000027
для второго направления зондирования
Figure 00000028
, аналогично принимают сигналы в двух пунктах и определяют оценки:
Figure 00000029
. Далее известными методами векторной алгебры восстановления трехмерного вектора по скалярным проекциям на основе значений
Figure 00000030
вычисляют оценку вектора поступательной скорости объекта
Figure 00000031
. Затем вычисляют оценку
Figure 00000032
, векторной проекции вектора скорости собственного вращения объекта Ω на первую тангенциальную плоскость, ортогональную первому направлению зондирования
Figure 00000033
.
Figure 00000034

где
Figure 00000035
проекция вектора
Figure 00000036
на первую тангенциальную плоскость. Соотношение 1 получено из известного соотношения 14 работы 2 путем векторных преобразований. Аналогично вычисляют оценку
Figure 00000037
векторной проекции вектора
Figure 00000038
на вторую тангенциальную плоскость, ортогональную
Figure 00000039
. Известными методами восстановления трехмерного вектора по двум векторным проекциям на разные плоскости на основе значений
Figure 00000040
вычисляют искомую оценку
Figure 00000041
вектора
Figure 00000042
скорости собственного вращения объекта вокруг своего центра масс. Относительная погрешность измерения составляющих
Figure 00000043
описывается соотношением 3
Figure 00000044

где q отношение с/ш;
ρк радиус корреляции принимаемого поля. Например, для Венеры точность измерения параметров вращения оказывается на несколько порядков выше по сравнению с известными методами [3] Это объясняется тем, что данный способ получен путем синтеза по методу максимального правдоподобия и является оптимальным, т. е. обеспечивает минимум ошибки измерения при приеме на разнесенные антенны и извлекает максимум информации об объекте, содержащейся в рассеянном спекл-поле. Аналогично более высокая точность обеспечивается и для вектора поступательной скорости.
Изобретение может быть осуществлено с помощью имеющихся традиционных средств радиолокации и не требует разработки специальных способов или устройств.

Claims (1)

  1. Способ определения скоростей поступательного и вращательного движения объекта, заключающийся в том, что облучают объект источником когерентного излучения, регистрируют отраженный объектом сигнал в пункте приема, выделяют комплексную огибающую зарегистрированного сигнала, последовательно определяют среднюю доплеровскую частоту и радиальную скорость Vр 1 1, измеряют из пункта приема направление на объект
    Figure 00000045
    и дальность R1 1 и судят о скоростях движения объекта, отличающийся тем, что дополнительно отраженный сигнал регистрируют во втором пункте, отстоящем от первого на вектор
    Figure 00000046
    базы, выделяют комплексную огибающую отраженного сигнала, определяют среднюю доплеровскую частоту и радиальную скорость Vр 1 2, задают первое направление зондирования
    Figure 00000047
    по значениям
    Figure 00000048
    определяют дальность R1 и радиальную скорость Vр 1 и последовательно изменяют ориентацию вектора
    Figure 00000049
    базы и возможные значения скоростей движения объекта, для каждой комбинации значений скоростей и ориентации базы
    Figure 00000050
    формируют взаимно корреляционную функцию (ВКФ) комплексных огибающих сигналов в первом и втором пунктах, по максимуму ВКФ определяют задержку τ1 смещения распределения отраженного поля между пунктами, направление
    Figure 00000051
    смещения, разностную доплеровскую частоту, по которой находят проекцию Vа 1 поступательной скорости на вектор
    Figure 00000052
    базы, задают второе направление зондирования
    Figure 00000053
    регистрируют сигналы в двух разнесенных на вектор
    Figure 00000054
    базы пунктах, аналогично первому направлению зондирования определяют
    Figure 00000055
    по полученным скалярным проекциям Vр 1, Vр 2, Vа 1, Vа 2 судят о трехмерном векторе поступательной скорости
    Figure 00000056
    определяют проекции
    Figure 00000057
    вектора скорости собственного вращения объекта на первую и вторую тангенциальные плоскости, ортогональные первому и второму направлениям зондирования, по формулам
    Figure 00000058
    соответственно, где
    Figure 00000059
    проекции вектора
    Figure 00000060
    на первую и вторую тангенциальные плоскости соответственно, и по двух проекциям
    Figure 00000061
    судят о трехмерном векторе скорости собственного вращения объекта.
RU94045638A 1994-12-30 1994-12-30 Способ холина определения скоростей поступательного и вращательного движения объекта RU2091712C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94045638A RU2091712C1 (ru) 1994-12-30 1994-12-30 Способ холина определения скоростей поступательного и вращательного движения объекта

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94045638A RU2091712C1 (ru) 1994-12-30 1994-12-30 Способ холина определения скоростей поступательного и вращательного движения объекта

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94045638A RU94045638A (ru) 1996-10-10
RU2091712C1 true RU2091712C1 (ru) 1997-09-27

Family

ID=20163644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94045638A RU2091712C1 (ru) 1994-12-30 1994-12-30 Способ холина определения скоростей поступательного и вращательного движения объекта

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2091712C1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Бакут П.П. и др. Теория когерентных изображений / Под ред. Н.Д.Устинова. - М.: Радио и связь, 1987, с.166, 188. 2. Известия вузов "Радиофизика", 1988, т.31, N 5, с.517. 3. Известия вузов "Радиофизика", 1992, т.35, N 5, с.436. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU94045638A (ru) 1996-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5148179A (en) Differential position determination using satellites
US5359332A (en) Determination of phase ambiguities in satellite ranges
US6441772B1 (en) SAR radar system
US7038612B2 (en) Method for SAR processing without INS data
US6549165B2 (en) Ocean altimetry interferometric method and device using GNSS signals
US7187327B2 (en) Method and system for determining the position of an object
WO2006028877A2 (en) Radar system and method for determining the height of an object
CN110174104A (zh) 一种组合导航方法、装置、电子设备及可读存储介质
Siegmund et al. First demonstration of surface currents imaged by hybrid along-and cross-track interferometric SAR
US6806828B1 (en) Passive range and angle measurement system and method
Ulander et al. Ultra-wideband SAR interferometry
US3838424A (en) Microwave interference pattern sensor
CN102141611B (zh) 斜视合成孔径雷达多普勒模糊数快速测定方法
Emel’yantsev et al. Improving the accuracy of GPS compass for small-sized objects
US6982668B1 (en) Tangential velocity measurement using interferometric MTI radar
RU2091712C1 (ru) Способ холина определения скоростей поступательного и вращательного движения объекта
US6336061B1 (en) System and method for attitude determination in global positioning systems (GPS)
Gough et al. Displaced ping imaging autofocus for a multi-hydrophone SAS
Doisy General motion estimation from correlation sonar
Pan et al. A raw echo simulation method based on reference signal translation for InSAS
US7136014B2 (en) System and method for estimating the azimuth pointing angle of a moving monopulse antenna
RU98114364A (ru) Способ определения координат местоположения, составляющих вектора скорости, дальности и траекторных измерений навигирующимся объектом по навигационным радиосигналам космических аппаратов спутниковых радионавигационных систем
JPH0836042A (ja) Ｇｐｓ受信機及びこれに使用する速度決定手段
RU2110077C1 (ru) Способ определения курсового угла и координат местоположения объектов по радиосигналам космических аппаратов спутниковых радионавигационных систем
Leibovich et al. Correlation based Imaging for rotating satellites