RU2158004C1 - Method for detection and identification of mobile objects - Google Patents
Method for detection and identification of mobile objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2158004C1 RU2158004C1 RU2000108564A RU2000108564A RU2158004C1 RU 2158004 C1 RU2158004 C1 RU 2158004C1 RU 2000108564 A RU2000108564 A RU 2000108564A RU 2000108564 A RU2000108564 A RU 2000108564A RU 2158004 C1 RU2158004 C1 RU 2158004C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- moving object
- software
- receiving
- code
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах определения координат источников радиоизлучения, установленных на подвижных объектах, преимущественно для оценки местоположения подвижных милицейских групп, автомобилей служб экстренной помощи, транспортных средств инкассации, средств транспортировки ценных документов или грузов, а также в системах охранной сигнализации для определения местоположения автомобилей при их угоне. The invention relates to radio engineering and can be used in systems for determining the coordinates of radio sources installed on mobile objects, mainly for assessing the location of mobile police groups, emergency services vehicles, collection vehicles, means of transporting valuable documents or goods, as well as in security alarm systems to determine the location of cars when they are stolen.
Известен способ определения местоположения и идентификации подвижных объектов, основанный на излучении сигналов передатчиками, снабженными индивидуальными кодами и установленными на подвижных объектах, приеме этих сигналов за счет строго ограниченной энергодоступности только ближайшими к подвижным объектам приемниками, установленными на известных стационарных пунктах, передаче с приемников на пункт обработки данных о факте приема и коде принятых сигналов, где по координатам приемников, поднимающих сигналы передатчиков объектов, определяют местоположение подвижных объектов и производят их идентификацию (1). A known method for determining the location and identification of moving objects, based on the emission of signals by transmitters equipped with individual codes and installed on moving objects, receiving these signals due to the strictly limited energy availability only to the receivers closest to moving objects installed at known stationary points, transmitting from receivers to the point processing data on the fact of reception and code of received signals, where according to the coordinates of the receivers that pick up the signals of the transmitters of objects, about they determine the location of moving objects and identify them (1).
Система, реализующая данный способ, содержит передатчики, установленные на объектах, N приемников, установленных на известных стационарных пунктах в пределах требуемого радиуса действия, пункт обработки и систему передачи информации с приемников на пункт обработки. The system that implements this method contains transmitters installed at the facilities, N receivers installed at known stationary points within the required radius of operation, a processing point and a system for transmitting information from receivers to a processing point.
Ограничениями этого способа являются, во-первых, низкая точность местоопределения объектов, соизмеримая с расстоянием между ближайшими приемниками, во-вторых, низкая пропускная способность, в-третьих, ограниченный радиус действия. The limitations of this method are, firstly, the low accuracy of positioning of objects, commensurate with the distance between the closest receivers, secondly, low bandwidth, and thirdly, a limited radius of action.
Наиболее близким является способ обнаружения и идентификации подвижных объектов (ПО), включающий передачу на первой радиочастоте от подвижного объекта (ПО) сигнала о состоянии подвижного объекта, снабженного индивидуальным кодом (ИК) для каждого подвижного объекта, прием сигнала от объекта, по меньшей мере, в трех приемных пунктах (ПП), пространственно разнесенных на местности и с известными координатами, обработку сигнала в приемных пунктах для измерения времени задержки прихода сигнала в приемные пункты (ПП), излучение последовательно во времени на первой радиочастоте управляющего сигнала от центрального пункта (ЦП) для обеспечения последовательного снятия во времени информации с приемных пунктов, прием управляющего сигнала на первой радиочастоте в приемных пунктах (ПП) и передачу сигналов от ПП на второй радиочастоте в ЦП для вычисления дальности от ПП до ПО (2). The closest is a method for detecting and identifying moving objects (ON), including transmitting on the first radio frequency from a moving object (ON) a signal about the state of a moving object, equipped with an individual code (IR) for each moving object, receiving a signal from the object, at least in three receiving points (PP) spatially spaced on the ground and with known coordinates, signal processing at receiving points for measuring the delay time of arrival of a signal at receiving points (PP), radiation in series about the time at the first radio frequency of the control signal from the central point (CPU) to ensure consistent time-based information from the receiving points, receiving the control signal at the first radio frequency at the receiving points (PP) and transmitting signals from the PP at the second radio frequency to the CPU to calculate the distance from Software to software (2).
В известном способе излучают сигналы передатчиками ПО, снабженные ИК. Принимают и демодулируют сигналы в пространственно разнесенных ПП с известными координатами. Идентификацию ПО производят на основе демодуляции сигналов и расчете координат на ЦП с известными координатами по взаимным задержкам принятых в ПП сигналов ПО, скорректированных на соответствующие поправки, получаемые при калибровке. Калибровка периодически осуществляется путем излучения на первой радиочастоте из ЦП с известными координатами управляющего сигнала с опознавательным кодом калибровки. Этот сигнал принимают ПП и запоминают в виде поправок результатов сравнения полученных взаимных задержек между сигналами, принятыми в ПП, с известными расчетными величинами. Принятые в ПП сигналы ретранслируют с переносом спектра на ЦП, где эти сигналы принимают с преобразованием на единую промежуточную частоту и измеряют взаимные задержки между ними. In the known method, signals are emitted by software transmitters equipped with IR. Signals are received and demodulated in spatially spaced PNs with known coordinates. Software identification is carried out on the basis of signal demodulation and calculation of coordinates on the CPU with known coordinates for the mutual delays of the software signals received in the software, corrected for the corresponding corrections obtained during calibration. Calibration is periodically carried out by radiation at the first radio frequency from the CPU with known coordinates of the control signal with an identification calibration code. This signal is received by the PP and stored in the form of corrections of the results of comparing the obtained mutual delays between the signals received in the PP with the known calculated values. The signals received in the PP are relayed with the transfer of the spectrum to the CPU, where these signals are received with conversion to a single intermediate frequency and the mutual delays between them are measured.
Ретрансляцию сигналов производят одновременно только тремя ПП в течение установленного промежутка времени, для чего с ЦП на первой радиочастоте ПО периодически излучают управляющий сигнал, снабженный индивидуальными кодами ПП. Принимают управляющий сигнал в ПП, демодулируют и при совпадении переданного кода с индивидуальным кодом ПП осуществляют ретрансляцию сигналов этим ПП. В управляющем сигнале формируют индивидуальные коды трех близлежащих ПП с последовательным перебором от цикла к циклу кодов всех ПП. Signals are relayed simultaneously only by three PCs for a set period of time, for which purpose a control signal periodically emitted from the CPU at the first radio frequency of the software is equipped with individual PP codes. The control signal is received in the PP, demodulated, and when the transmitted code matches the individual PP code, the signals are relayed by this PP. In the control signal, individual codes of three neighboring software are generated with sequential enumeration from cycle to cycle of codes of all software.
Кроме того, в установленные промежутки времени в управляющем сигнале формируют опознавательный код калибровки. ПО излучают сигналы периодически с установленной скважностью. Идентификацию подвижных объектов и опознавание кода калибровки производят на ЦП по результатам демодуляции, сравнения и формирования усредненного кода сигналов, принятых одновременно с трех ПП. In addition, at set intervals, a calibration identification code is generated in the control signal. Software emits signals periodically with an established duty cycle. The identification of moving objects and the identification of the calibration code are performed on the CPU based on the results of demodulation, comparison and generation of an averaged code of signals received simultaneously from three PCs.
Расчет координат, идентификацию ПО и калибровку ПП производят в случае равенства нулю суммы трех измеренных значений взаимных задержек между парами сигналов, принятых с первого и второго, второго и третьего, третьего и первого ПП выбранной группы ПП и совпадения кодов сигналов, ретранслированных этими ПП. Для измерения взаимной задержки между сигналами синхронно производят их дискретизацию во времени и квантование по уровню, преобразуют полученные дискретные временные отсчеты этих сигналов в совокупность дискретных спектральных компонент и вычисляют взаимную задержку. Calculation of coordinates, software identification, and calibration of the PPs are carried out if the sum of the three measured mutual delays between pairs of signals received from the first and second, second, third, third, and first PPs of the selected PP group and the signal codes relayed by these PPs are equal to zero. To measure the mutual delay between the signals, they are synchronized in time and quantized by level, the obtained discrete time samples of these signals are converted into a set of discrete spectral components, and the mutual delay is calculated.
Сигнал о состоянии ПО в этой системе может содержать информации о типе, цвете, номерном знаке ПО и тому подобном, а само событие, соответствующее тому или иному происшествию, не оценивается. При выходе в радиоканал на первой радиочастоте конкретного ПО полагают, что с ним произошло какое-либо нежелательное событие. The software status signal in this system may contain information about the type, color, software license plate, and the like, and the event itself corresponding to a particular incident is not evaluated. When entering a radio channel on the first radio frequency of a particular software, it is believed that some undesirable event has occurred with it.
Ограничениями известного технического решения являются низкие точность местоопределения, пропускная способность и функциональные возможности, что обусловлено следующими обстоятельствами. The limitations of the known technical solutions are low accuracy of location, throughput and functionality, due to the following circumstances.
Во-первых, принципиальные ограничения в точности местоопределения связаны с основными факторами: многолучевым характером распространения радиоволн в условиях городской застройки и уменьшением отношения сигнал-шум на входах блоков измерения задержки ЦП из-за внутрисистемных помех, обусловленных отсутствием синхронизации процессов включения передатчиков подвижных объектов, когда один или несколько ПО с перекрывающимися периодами излучения, не находящихся в зоне энергодоступности (зоне, где обеспечивается заданная точность местоопределения) трех работающих в данный момент времени ПП, повышают уровень внешних шумов на их входах. Аналогичная ситуация возникает и при калибровке системы. Все эти факторы приводят к погрешностям измерений и, следовательно, к ошибкам местоопределения. First, the fundamental limitations in the accuracy of positioning are associated with the main factors: the multipath nature of the propagation of radio waves in urban areas and a decrease in the signal-to-noise ratio at the inputs of the CPU delay measurement units due to intra-system interference due to the lack of synchronization of the switching processes of transmitters of moving objects when one or several software with overlapping periods of radiation that are not in the energy availability zone (the zone where the specified accuracy of the location is ensured ) three operating at a given time PP, increase the level of external noise at their inputs. A similar situation occurs when calibrating the system. All these factors lead to measurement errors and, consequently, to location errors.
Во-вторых, пропускная способность способа и всей системы ограничена общим временем перекрытия периодов излучения ПО, находящихся в зоне энергодоступности ПП, и периодов излучения управляющих сигналов ПП и сигналов ПО. При увеличении числа ПО и/или ПП общее время перекрытия периодов излучения увеличивается, что приводит к уменьшению времени функционирования системы в рабочем режиме и уменьшает технико-эксплуатационные возможности способа. Secondly, the throughput of the method and the entire system is limited by the total time of the overlap of the periods of radiation of the software located in the zone of energy availability of the software, and the periods of the radiation of the control signals of the software and the software signals. With an increase in the number of software and / or software, the total time for overlapping periods of radiation increases, which leads to a decrease in the operating time of the system in operating mode and reduces the technical and operational capabilities of the method.
В-третьих, способ и система позволяют реализовать лишь определение местоположения ПО и его стандартную идентификацию, например, фамилию владельца ПО, марку, цвет, регистрационный номер автомобиля, на котором установлен передатчик ПО, при этом расширение набора сервисных услуг, предоставляемых владельцу ПО, приводит к дополнительному усложнению всей системы, а в соответствии с указанным выше ограничением это приводит к дополнительному значительному уменьшению времени функционирования системы в рабочем режиме при обработке увеличивающегося количества информационных параметров. Кроме того, в связи с большим временем обработки этих параметров сигнал о состоянии подвижного объекта характеризует только возникновение нештатной ситуации с ПО, и известный способ не позволяет оперативно информировать ЦП о конкретном событии, произошедшем с ПО, и оказать ему соответствующую помощь или услугу. Thirdly, the method and system allows only the location of the software and its standard identification, for example, the name of the software owner, make, color, registration number of the vehicle on which the software transmitter is installed, while expanding the range of services provided to the software owner, leads to an additional complication of the entire system, and in accordance with the above limitation, this leads to an additional significant decrease in the time the system operates in the operating mode during processing, increasing The number of information parameters. In addition, due to the long processing time of these parameters, the signal about the state of a moving object characterizes only the occurrence of an emergency situation with the software, and the known method does not allow to inform the CPU quickly about a specific event that has occurred with the software and provide it with appropriate assistance or service.
В-четвертых, в данном способе для измерения дальности и координат местоположения ПО применяется разностно-дальномерный метод местоопределения с недостаточно высокой дальностью обнаружения и идентификации ПО, что приводит к или необходимости увеличения количества ПП или к увеличению мощностных характеристик передатчиков, входящих в состав системы, или к улучшению качества приема приемников, что увеличивает стоимость системы в целом. Fourth, in this method, for measuring the range and coordinates of the location of the software, the differential-ranging method of positioning with an insufficiently high detection and identification range of the software is used, which leads to either the need to increase the number of transmitters or to increase the power characteristics of the transmitters that make up the system, or to improve the quality of the reception of receivers, which increases the cost of the system as a whole.
Решаемая изобретением задача - повышение качества и расширение функциональных возможностей без существенного увеличения арсенала используемых технических средств. The problem solved by the invention is improving the quality and expanding functional capabilities without significantly increasing the arsenal of used technical means.
Технический результат, который может быть получен при реализации заявленного способа, - повышение точности местоопределения подвижного объекта, увеличение зоны обслуживания без увеличения количества приемных пунктов или улучшения энергетических характеристик используемой в способе аппаратуры, увеличение пропускной способности способа и количества одновременно обслуживаемых подвижных объектов, увеличение сервисных возможностей. The technical result that can be obtained by implementing the claimed method is to increase the accuracy of locating a moving object, increasing the service area without increasing the number of receiving points or improving the energy characteristics of the equipment used in the method, increasing the throughput of the method and the number of simultaneously serviced moving objects, increasing service capabilities .
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном способе, включающем передачу на первой радиочастоте от подвижного объекта сигнала о состоянии подвижного объекта, снабженного индивидуальным кодом для каждого подвижного объекта, прием сигнала от объекта, по меньшей мере, в трех приемных пунктах, пространственно разнесенных на местности и с известными координатами, обработку сигнала в приемных пунктах для измерения времени задержки прихода сигнала в приемные пункты, излучение последовательно во времени на первой радиочастоте управляющего сигнала от центрального пункта для обеспечения последовательного снятия во времени информации с приемных пунктов, прием управляющего сигнала на первой радиочастоте в приемных пунктах и передачу сигналов от приемных пунктов на второй радиочастоте в центральный пункт для вычисления дальности от приемных пунктов до подвижного объекта, согласно изобретению подвижные объекты выполняют способными принимать управляющий сигнал и принимать и передавать широкополосный сигнал, а приемные пункты выполняют способными передавать и принимать широкополосный сигнал, передают на первой радиочастоте от подвижного объекта сигнал о состоянии подвижного объекта, дополнительно снабженный кодом-признаком состояния, дополнительно принимают сигнал о состоянии подвижного объекта в других подвижных объектах и блокируют их передачу сигналов о состоянии подвижных объектов, принимают сигнал о состоянии от подвижного объекта на центральном пункте, при приеме сигнала о состоянии подвижного объекта в центральном пункте блокируют передачу им на первой радиочастоте сигналов подвижным объектам и приемным пунктам, формируют в центральном пункте сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом подвижного объекта, и управляющий сигнал, который дополнительно снабжают кодом-признаком определения координат, излучают центральным пунктом сигнал подтверждения и управляющий сигнал на первой радиочастоте, принимают на первой радиочастоте сигнал подтверждения и управляющий сигнал на всех подвижных объектах и, по меньшей мере, в трех приемных пунктах, при приеме сигнала подтверждения на подвижном объекте, передавшем сигнал о состоянии подвижного объекта, прекращают передачу сигнала о состоянии этого подвижного объекта, а при приеме управляющего сигнала остальными подвижными объектами после окончания управляющего сигнала раз блокируют их передачу сигналов о состоянии подвижных объектов, при приеме управляющего сигнала в приемных пунктах формируют фазоманипулированный сигнал с широким спектром и с первой центральной частотой, отличной от первой радиочастоты и второй радиочастоты, дополнительно излучают последовательно во времени фазоманипулированный сигнал каждым приемным пунктом, принимают фазоманипулированный сигнал подвижным объектом, передавшим сигнал о состоянии подвижного объекта, и преобразуют его в фазоманипулированный сигнал со второй центральной частотой, отличной от первой центральной частоты, от первой радиочастоты, от второй радиочастоты и с сохранением спектра фазоманипулированного сигнала с первой центральной частотой, ретранслируют подвижным объектом фазоманипулированный сигнал со второй центральной частотой, принимают фазоманипулированный сигнал со второй центральной частотой, по меньшей мере, в трех приемных пунктах, ранее излучивших фазоманипулированный сигнал с первой центральной частотой, корреляционно обрабатывают в приемных пунктах на одной промежуточной частоте излученный и принятый фазоманипулированные сигналы и измеряют в каждом из приемных пунктов время задержки сигнала с минимальным временем задержки, формируют в приемных пунктах сигналы, соответствующие временам задержек, и передают их последовательно во времени на второй радиочастоте от приемных пунктов в центральный пункт для вычисления дальности от приемных пунктов до подвижного объекта путем дальномерного метода местоопределения. To solve the problem with achieving the specified technical result in a known method, including transmitting at the first radio frequency from the moving object a signal about the state of the moving object, equipped with an individual code for each moving object, receiving a signal from the object at least at three receiving points, spatially spaced on the ground and with known coordinates, signal processing at receiving points for measuring the delay time of arrival of a signal at receiving points, radiation sequentially o in time at the first radio frequency of the control signal from the central point to ensure consistent time-based information from the receiving points, receiving the control signal at the first radio frequency at the receiving points and transmitting signals from receiving points at the second radio frequency to the central point to calculate the distance from the receiving points to of a moving object, according to the invention, moving objects are capable of receiving a control signal and receiving and transmitting a broadband signal, and receiving points You perform the ability to transmit and receive a broadband signal, transmit a signal about the state of the moving object at the first radio frequency from the moving object, additionally equipped with a status code, additionally receive a signal about the state of the moving object in other moving objects and block their transmission of signals about the state of moving objects, receive a state signal from a moving object at a central point; when receiving a signal about a state of a moving object at a central point, block transmission to them on the first radio frequency of the signals to the moving objects and receiving points, a confirmation signal is provided at the central point, provided with an individual code of the moving object, and a control signal, which is additionally provided with a code-sign for determining coordinates, is emitted by the central point to the confirmation signal and the control signal at the first radio frequency, receive the first radio frequency confirmation signal and the control signal at all moving objects and at least three receiving points, when receiving a signal the signals on the state of the moving object stop transmitting the signal on the state of this moving object, and when the control signal is received by the other moving objects after the end of the control signal, their signal transmission on the state of the moving objects is blocked once, when the control signal is received at the receiving points form a phase-shifted signal with a wide spectrum and with a first central frequency different from the first radio frequency and the second radio frequency, additionally emit time-phase-manipulated signal at each receiving point, a phase-manipulated signal is received by a moving object that transmits a signal about the state of a moving object, and it is converted into a phase-shifted signal with a second center frequency different from the first center frequency, from the first radio frequency, from the second radio frequency and preserving the spectrum phase-shifted signal with a first central frequency, relay a moving phase-shifted signal with a second central frequency with a moving object, at phase-manipulated signal with a second central frequency is at least three receiving points that previously emitted a phase-shifted signal with a first central frequency, the emitted and received phase-shifted signals are correlated at the receiving points at one intermediate frequency and the signal delay time is measured at each receiving point with a minimum delay time, they form signals at the receiving points corresponding to the delay times and transmit them sequentially in time to a second the frequency from the receiving points to the central point for calculating the distance from the receiving points to the moving object by the range-finding method of positioning.
Возможны дополнительные варианты осуществления способа, в которых:
- скважность сигналов о состоянии подвижного объекта для каждого из подвижных объектов выбирают различной;
- код-признак состояния в сигнале о состоянии подвижного объекта выбирают общим для всех подвижных объектов, а в качестве кодов-признаков используют отдельные коды, характеризующие постановку подвижного объекта на регистрацию, или снятие подвижного объекта с регистрации, или дорожно-транспортное происшествие, или вызов медицинской помощи, или вызов эвакуатора подвижного объекта, или определение маршрута следования, или присутствие в регистрационном списке.Additional embodiments of the method are possible in which:
- the duty cycle of signals about the state of a moving object for each of the moving objects is chosen different;
- the status code sign in the signal on the state of the moving object is selected common for all moving objects, and separate codes characterizing the registration of the moving object, or the removal of the moving object from registration, or a traffic accident, or a call are used as feature codes medical assistance, or calling a towing vehicle of a moving object, or determining the route, or presence in the registration list.
В дополнение к предыдущему варианту возможны варианты осуществления способа, в которых:
- при постановке подвижного объекта на регистрацию, или при снятии подвижного объекта с регистрации, или при дорожно-транспортном происшествии, или при вызове медицинской помощи, или при вызове эвакуатора, или при определении маршрута следования, или при определении присутствия подвижного объекта в регистрационном списке, при приеме сигнала о состоянии подвижного объекта в центральном пункте запоминают индивидуальный код такого подвижного объекта для регистрации центральным пунктом соответствующего события, излучают центральным пунктом на первой радиочастоте сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом подвижного объекта, принимают и запоминают сигнал подтверждения в подвижном объекте для регистрации подвижным объектом подтверждения приема центральным пунктом информации о событии;
- при определении присутствия подвижного объекта в регистрационном списке в центральном пункте формируют сигнал присутствия, снабженный индивидуальным кодом и кодом-признаком присутствия, излучают на первой радиочастоте сигнал присутствия центральным пунктом, принимают на первой радиочастоте сигнал присутствия в подвижном объекте, формируют в подвижном объекте сигнал подтверждения присутствия с индивидуальным кодом и с дополнительно введенным кодом-признаком подтверждения присутствия, передают его на первой радиочастоте, принимают центральным пунктом на первой радиочастоте сигнал подтверждения присутствия и запоминают в центральном пункте индивидуальный код такого подвижного объекта для регистрации присутствия подвижного объекта;
- при определении маршрута следования подвижного объекта управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом и кодом-признаком определения координат, излучают на первой радиочастоте с задержкой после окончания сигнала подтверждения на время излучения фазоманипулированных сигналов на первой центральной частоте всеми приемными пунктами и ретрансляцию фазоманипулированного сигнала подвижным объектом на второй центральной частоте, при этом излучение сигнала управления повторяют через заданные промежутки времени.In addition to the previous embodiment, embodiments of the method are possible in which:
- when registering a movable object, or when removing a movable object from registration, or during a traffic accident, or when calling for medical assistance, or when calling a tow truck, or when determining the route, or when determining the presence of a moving object in the registration list, when receiving a signal about the state of a moving object in a central point, remember the individual code of such a moving object for registration by the central point of the corresponding event, emit a central pun that the first radiofrequency verification signal provided with an individual code of the mobile object, receiving and storing confirmation signal to the mobile unit for registration of the mobile unit an acknowledgment central point of the event information;
- when determining the presence of a moving object in the registration list at a central point, a presence signal is generated, equipped with an individual code and a presence sign code, a presence signal is emitted at the first radio frequency by the central point, a presence signal is received at the first radio frequency on the mobile object, an acknowledgment signal is generated in the moving object presence with an individual code and with an additional code entered, a sign of confirmation of presence, transmit it on the first radio frequency, receiving ie the central point of the first radio frequency signal to confirm the presence and stored in a central location-specific code of the mobile unit to register the presence of a moving object;
- when determining the route of the moving object, the control signal, equipped with an individual code and a code-sign for determining the coordinates, is emitted at the first radio frequency with a delay after the end of the confirmation signal for the period of emission of the phase-shifted signals at the first central frequency by all receiving points and the relay of the phase-shifted signal by the moving object to the second central frequency, while the radiation of the control signal is repeated at predetermined intervals.
В дополнение к основному варианту осуществления способа возможен вариант, в котором при измерении времени задержки сигнала с минимальным временем задержки выделяют все поступившие сигналы относительно порогового уровня шумов в каналах с фиксированными номерами, настроенных на задержки, кратные длительности элементарного импульса модулирующей функции фазоманипулированного сигнала, затем выделяют сигнал, соответствующий минимальной задержке, дополнительно используют нониусные каналы с фиксированными номерами и с настройкой по задержке, равной части длительности элементарного импульса модулирующей функции, выделяют сигнал, соответствующий минимальной задержке, в нониусном канале, а время задержки определяют по нониусному каналу с максимальным уровнем сигнала, при этом фиксированный номер нониусного канала принимают соответствующим численной величине времени задержки сигнала. In addition to the main embodiment of the method, a variant is possible in which, when measuring the delay time of a signal with a minimum delay time, all incoming signals are allocated relative to the threshold noise level in channels with fixed numbers configured for delays that are multiples of the duration of the elementary pulse of the modulating function of the phase-shifted signal, then the signal corresponding to the minimum delay, additionally use vernier channels with fixed numbers and with the setting for the back rzhke equal parts elementary pulse duration modulating function, separated signal corresponding to the minimum delay, a vernier duct, and the time delay determined by vernier channel with the maximum level signal, wherein the fixed number vernier channel receiving a corresponding numerical value of the delay time signal.
В дополнение к предыдущему варианту осуществления способа возможен вариант, в котором корреляционную обработку излученного и принятого фазоманипулированного сигнала производят в каналах с фиксированными номерами путем одновременного перемножения принятого фазоманипулированного сигнала с копиями модулирующей функции излученного фазоманипулированного сигнала, причем копии задерживают на равные промежутки времени относительно момента времени, равного суммарной задержке в приемном пункте и подвижном объекте, перемноженные сигналы фильтруют в полосе, равной обратной величине длительности модулирующей функции, детектируют по амплитуде, интегрируют в течение длительности модулирующей функции и сравнивают с пороговым уровнем шумов. In addition to the previous embodiment of the method, a variant is possible in which the correlation processing of the emitted and received phase-manipulated signal is performed in channels with fixed numbers by simultaneously multiplying the received phase-manipulated signal with copies of the modulating function of the emitted phase-manipulated signal, and the copies are delayed for equal periods of time relative to the time equal to the total delay at the receiving point and the moving object, the multiplied signal filtered in a band equal to the reciprocal of the duration of the modulating function is detected amplitude integrated over the duration of the modulating function and is compared with a threshold noise level.
В предложенном способе обнаружения и идентификации подвижных объектов использованы следующие действия, направленные на решение поставленной задачи. In the proposed method for detecting and identifying moving objects, the following actions were used to solve the problem.
Применение для измерения времени задержки дальномерного метода и сложного фазоманипулированного сигнала с широким спектром, его оптимальной обработки, обеспечивающей на выходе корреляционного канала максимально возможного пикового отношения сигнала к среднеквадратическому значению шума и подавление сосредоточенных помех, позволяет увеличить дальность действия системы, сократить число приемных пунктов при сохранении точности и повысить пропускную способность. Использование свойств сложного фазоманипулированного сигнала, обеспечивающих возможность разделения лучей в многолучевых каналах связи для выделения прямого луча, т.е. луча с наименьшей задержкой, позволяет в условиях городской застройки повысить точность измерения задержки сигнала. Исключение режима калибровки в установленные промежутки времени (в сравнении с ближайшим аналогом) обеспечивает повышение пропускной способности при увеличении точности измерений времени запаздывания сигнала. В данном случае при ширине спектра сигнала, составляющей единицы мегагерц, и технически реализуемом изменении времени запаздывания сигнала в аппаратуре за счет дестабилизирующих факторов в пределах единиц процентов от обратной величины ширины полосы пропускания, погрешность составляет тысячные доли микросекунд, что несущественно и позволяет осуществлять только первоначальную калибровку в заводских условиях при изготовлении системы. Регламентация режима излучения на основе опознавания занятости радиоканала, направленная на исключение одновременной работы на одной частоте нескольких источников с перекрывающимися периодами излучения, позволяет повысить точность измерений за счет исключения внутрисистемных помех. The use for measuring the delay time of the ranging method and a complex phase-manipulated signal with a wide spectrum, its optimal processing, which ensures the maximum possible peak signal-to-noise ratio and suppression of concentrated noise at the output of the correlation channel, allows to increase the range of the system, reduce the number of receiving points while maintaining accuracy and increase throughput. Using the properties of a complex phase-shifted signal, which provides the possibility of separation of beams in multipath communication channels to select a direct beam, i.e. beam with the least delay, allows in urban areas to improve the accuracy of measuring signal delay. The exclusion of the calibration mode at set intervals (in comparison with the closest analogue) provides an increase in throughput with an increase in the accuracy of measurements of the signal delay time. In this case, with a signal spectrum width of units of megahertz and a technically feasible change in the signal delay time in the equipment due to destabilizing factors within a few percent of the reciprocal of the bandwidth, the error is thousandths of microseconds, which is insignificant and allows only the initial calibration in the factory during the manufacture of the system. Regulation of the radiation mode based on recognition of the radio channel’s occupation, aimed at eliminating the simultaneous operation of several sources with overlapping periods of radiation at the same frequency, makes it possible to increase the measurement accuracy by eliminating intrasystem interference.
Разделение информационно-управляющего и измерительного каналов при сохранении числа рабочих частот с введением в информационно-управляющую подсистему кодов-признаков, характеризующих состояние подвижных объектов, позволяет независимо осуществлять первичный радиоконтакт с одними подвижными объектами при определении координат других подвижных объектов, расширить набор услуг, предоставляемых владельцу подвижного объекта, и определять в зависимости от состояния подвижного объекта приоритет предоставления измерительного канала, например, при экстренном вызове скорой медицинской помощи. Separation of the information-control and measuring channels while maintaining the number of operating frequencies with the introduction of codes-signs characterizing the state of moving objects into the information-controlling subsystem allows independent primary contact with one moving objects when determining the coordinates of other moving objects, expanding the range of services provided to the owner moving object, and determine, depending on the state of the moving object, the priority of providing a measuring channel, on Example, the emergency call ambulance.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его осуществления с ссылками на прилагаемые фигуры. These advantages, as well as features of the present invention are illustrated by the best option for its implementation with reference to the accompanying figures.
Фигура 1 изображает структурную блок-схему системы, реализующую заявленный способ;
фиг. 2 - функциональную схему центрального пункта;
фиг. 3 - функциональную схему приемного пункта;
фиг. 4 - функциональную схему приемо-передатчика подвижного объекта;
фиг. 5 - функциональную схему блока измерения задержки;
фиг. 6 - временные диаграммы сигналов, поясняющие в целом работу системы, реализующей заявленный способ;
фиг. 7 - временные диаграммы сигналов для блока измерения задержки;
на фиг. 8 - схему варианта расположения на местности приемных пунктов при N = 7.Figure 1 depicts a structural block diagram of a system that implements the claimed method;
FIG. 2 is a functional diagram of a central point;
FIG. 3 is a functional diagram of a reception center;
FIG. 4 is a functional diagram of a transceiver of a moving object;
FIG. 5 is a functional block diagram of a delay measurement unit;
FIG. 6 is a timing diagram of signals explaining in general the operation of a system that implements the claimed method;
FIG. 7 is a timing chart of signals for a delay measurement unit;
in FIG. 8 is a diagram of a variant of location of receiving points on the ground at N = 7.
На фиг. 6 показаны:
а - сигнал о состоянии первого ПО; б - второго ПО; в - третьего ПО; г - четвертого ПО; д - сигналы ЦП первому, второму, третьему и четвертому ПО; е - сложные фазоманипулированные сигналы первого, второго, ..., N ПП, где N - количество ПП; ж - сигнал на управляющем входе второго радиопередающего блока первого ПО; з - сигнал на управляющем входе второго радиопередающего блока второго ПО; и - ретранслированные первым и вторым ПО сложные фазоманипулированные сигналы на входах первого, второго, ..., N ПП; к - сигналы первого, второго, ..., N ПП с информацией о расстояниях (задержках фазоманипулированных сигналов) между первым, вторым, ..., N ПП и первым ПО и между первым, вторым, ..., N ПП и вторым ПО.In FIG. 6 are shown:
a - signal about the state of the first software; b - second software; in - third software; g - fourth PO; d - CPU signals to the first, second, third and fourth software; e - complex phase-shifted signals of the first, second, ..., N PP, where N is the number of PP; g - signal at the control input of the second radio transmitting unit of the first software; h - signal at the control input of the second radio transmitting unit of the second software; and - relayed by the first and second software complex phase-shifted signals at the inputs of the first, second, ..., N PP; k - signals of the first, second, ..., N PP with information about the distances (delays of phase-shifted signals) between the first, second, ..., N PP and the first PO and between the first, second, ..., N PP and the second BY.
На фиг. 7 упрощенно показаны:
а - прямой A и отраженный B сигналы при обработке в ПП; б - зависимость уровня выходного сигнала от времени задержки входного сигнала на выходах P+1 и опорных каналов, где P - суммарное число опорных и нониусных каналов; в - уровень сигналов на выходах опорных каналов; г - зависимость уровня выходного сигнала от времени задержки входного сигнала на выходах нониусных каналов; д - уровень сигнала на выходах нониусных каналов; где t0 - длительность элементарного импульса модулирующей функции; ΔU - пороговый уровень; Δτ - погрешность измерения задержки сигнала.In FIG. 7 are simplified showing:
a - direct A and reflected B signals during processing in PP; b - dependence of the output signal level on the delay time of the input signal at the outputs of P + 1 and reference channels, where P is the total number of reference and vernier channels; in - signal level at the outputs of the reference channels; g - dependence of the output signal level on the delay time of the input signal at the outputs of the vernier channels; d is the signal level at the outputs of the vernier channels; where t 0 is the duration of the elementary pulse of the modulating function; ΔU is the threshold level; Δτ is the error in measuring the signal delay.
В качестве примера, реализующего заявленный способ обнаружения и идентификации подвижных объектов, приведена система для определения их местоположения (фиг. 1). As an example, which implements the claimed method for detecting and identifying moving objects, a system for determining their location is shown (Fig. 1).
Система (фиг. 1) содержит центральный пункт (ЦП) 1, N приемных пунктов (ПП) 2.n (n = 1, 2, ..., N), причем N≥3, и M подвижных объектов (ПО) 3.m (m = 1, 2, ..., M). The system (Fig. 1) contains a central point (CPU) 1, N receiving points (PP) 2.n (n = 1, 2, ..., N), with N≥3, and M moving objects (ON) 3 .m (m = 1, 2, ..., M).
ЦП 1 (фиг. 2) имеет приемную антенну (ПрА) 4, первый и второй радиоприемные блоки (РПрБ) 5 и 6, первый и второй демодуляторы (ДМ) 7 и 8, блок опознавания кода объекта (БОКО) 9, блок обнаружения сигнала (БОС) 10, управляющий блок (УБ) 11, генератор кодов объектов (ГКО) 12, радиопередающий блок (РПБ) 13, антенный коммутатор (АК) 14, приемо-передающую антенну (ППА) 15, блок индикации (БИ) 16, запоминающее устройство (ЗУ) 17 и блок расчета координат (БРК) 18. РПрБ 6, ДМ 8, ЗУ 17, БРК 18 соединены последовательно. РПрБ 5, ДМ 7, БОКО 9 соединены последовательно. ГКО 12, РПБ 13, АК 14 соединены последовательно. Выход БОКО 9 соединен с входом ГКО 12 через первый вход и первый выход (управляющий) УБ 11. Выход РПрБ 5 соединен со вторым входом УБ 11 через БОС 10. Выход БРК 18 соединен с третьим входом УБ 11. Первый выход АК 14 соединен с входом РПрБ 5. Второй вход/выход (режим прием/передача) АК 14 соединен с ППА 15. Второй выход УБ 11 соединен со вторым входом РПБ 13. Третий выход УБ 11 соединен со вторым входом АК 14. Четвертый выход УБ 11 соединен с входом БИ 16. Пятый выход УБ 11 соединен со вторым входом (управляющим) БРК 18. Шестой выход УБ 11 соединен со вторым входом (управляющим) ЗУ 17. CPU 1 (Fig. 2) has a receiving antenna (PrA) 4, first and second radio receiving units (RPrB) 5 and 6, first and second demodulators (DM) 7 and 8, an object code recognition unit (BOCO) 9, a signal detection unit (BOS) 10, the control unit (UB) 11, the generator of object codes (GKO) 12, the radio transmitting unit (RPB) 13, the antenna switch (AK) 14, the transceiver antenna (PAP) 15, the display unit (BI) 16, a storage device (memory) 17 and a coordinate calculation unit (DBK) 18.
Каждый ПП 2. n (фиг. 3) содержит первую и вторую приемные антенны 19 и 20, первый и второй радиоприемные блоки (РПрБ) 21 и 22, демодулятор (ДМ) 23, блок опознавания кодов (БОК) 24, управляющий блок (УБ) 25, блок измерения задержки (БИЗ) 26, первый и второй радиопередающие блоки (РПБ) 27 и 28, первую и вторую передающие антенны (ПА) 29 и 30. РПрБ 21, ДМ 23, БОК 24 соединены последовательно. Выход БОК 24 соединен с первым входом РПБ 27 через первый вход и первый выход (управляющий) УБ 25. РПрБ 22 соединен с первым входом (сигнальным) БИЗ 26. Второй и третий выход УБ 25 соединен со вторым и третьим входом (управляющими) БИЗ 26, соответственно. Первый выход БИЗ 26 соединен с первым входом РПБ 28, а второй выход БИЗ 26 соединен со вторым входом (сигнальным) РПБ 27. Четвертый выход УБ 25 соединен со вторым входом (управляющим) РПБ 28. Each
Каждый передатчик подвижного объекта 3.m (фиг. 4) содержит приемную антенну (ПрА) 31, первый и второй радиоприемные блоки (РПБ) 32 и 33, демодулятор (ДМ) 34, блок обнаружения сигнала (БОС) 35, блок опознавания кода объекта (БОКО) 36, управляющий блок (УБ) 37, генератор кода объекта (ГК) 38, первый и второй радиопередающие блоки (РПБ) 39 и 40, антенный коммутатор (АК) 41, приемо-передающую антенну (ППА) 42 и передающую антенну (ПА) 43. РПБ 32, ДМ 34, БОКО 36 соединены последовательно. ГК 38, РПБ 39, АК 41 соединены последовательно. Первый выход БОКО 36 соединен с входом ГК 38 через первый вход и первый выход (управляющий) УБ 37, соответственно. Выход РПБ 32 соединен со вторым входом УБ 37 через БОС 35. Второй выход УБ 37 соединен со вторым входом (управляющим) РПБ 39. Третий выход УБ 37 соединен со вторым входом (управляющим) АК 41. Первый выход АК 41 соединен с входом РПБ 32, а второй выход/вход АК 41 (режим передачи/приема) соединен с ППА 42. Выход РПБ 33 соединен с первым входом (сигнальным) РПБ 40. Второй выход БОКО 36 соединен со вторым входом РПБ 40, выход которого соединен с ПА 43. Each transmitter of a moving object 3.m (Fig. 4) contains a receiving antenna (PrA) 31, first and second radio receiving units (RPB) 32 and 33, demodulator (DM) 34, signal detection unit (BOS) 35, object code recognition unit (BOKO) 36, control unit (UB) 37, object code generator (GC) 38, first and second radio transmitting units (RPB) 39 and 40, antenna switch (AK) 41, transmitting and receiving antenna (PSA) 42, and transmitting antenna (PA) 43.
Кроме того, блок измерения задержки БИЗ 26 (фиг. 3) имеет следующие технические средства (фиг. 5): генератор последовательности максимальной длины (ГПМД) 44, линию задержки с P отводами (ЛЗ) 45, (где P - число отводов, равное суммарному числу опорных и нониусных каналов), P+1 перемножителей (ПМ) 46. i (i = 1, 2, ..., P+1), P+1 полосовых фильтров (ПФ) 47.i (i = 1, 2, ..., P), P+1 амплитудных детекторов (АД) 48.i (i = 1, 2, ..., P), P+1 интеграторов (И) 49.i (i = 1, 2, ..., P+l) и решающий блок (РБ) 50. Первый вход БИЗ 26 (Вх. 1) - сигнальный, второй и третий входы (Вх.2 и Вх.3) являются входами управления и соединены со вторым и третьим выходом УБ 25, соответственно. Второй выход ГПМД 44 соединен с входом ЛЗ 45. БИЗ 26 имеет P+1 параллельную цепь, выполненную из последовательно соединенных ПМ 46.i, ПФ 47.i, АД 48.i, И 49.i. Первые входы ПМ 46.i всех параллельных цепей объединены общей шиной и являются первым входом (сигнальным), подсоединенным к выходу РПрБ 22 (фиг. 3), ЛЗ 45 (фиг. 5) имеет P отводов (выходов), каждый из которых соединен со вторыми входами каждого ПМ 46.i (i = 1, 2, ..., P) для P цепей, а первый выход ГПМД 44 соединен со вторым входом (P+1)-го ПМ 46.P+1 параллельной цепи. Вход ГПМД 44 является вторым входом БИЗ 26. Выходы И 49 P+1 цепи соединены каждый с P+1 входом РБ 50, отдельные два входа управления которой также соединены отдельными цепями со вторым и третьим выходом УБ 25. Первый выход РБ 50 соединен общей шиной со вторыми входами И 49 каждой P+1 цепи и предназначен для приведения И 49 в исходное состояние для осуществления процесса интегрирования. Второй выход РБ 50 является сигнальным и предназначен для передачи сигнала с номером выделенного канала с наименьшей задержкой. In addition, the delay measuring unit BIZ 26 (Fig. 3) has the following technical means (Fig. 5): maximum length sequence generator (HMF) 44, delay line with P taps (LZ) 45, (where P is the number of taps equal to the total number of reference and vernier channels), P + 1 multipliers (PM) 46. i (i = 1, 2, ..., P + 1), P + 1 band-pass filters (PF) 47.i (i = 1, 2, ..., P), P + 1 amplitude detectors (HELL) 48.i (i = 1, 2, ..., P), P + 1 integrators (I) 49.i (i = 1, 2 , ..., P + l) and a decisive unit (RB) 50. The first input of the BIZ 26 (Vkh. 1) - signal, the second and third inputs (Vkh.2 and Vkh.3) are control inputs and are connected to second and
Функциональные связи между блоками (фиг. 2-5) показаны стрелками. Functional relationships between the blocks (Fig. 2-5) are shown by arrows.
Система (фиг. 1) в соответствии с заявленным способом реализует следующие действия. The system (Fig. 1) in accordance with the claimed method implements the following actions.
При изменении состояния подвижных объектов ПО 3.m, где m - порядковый номер ПО 3 (например, постановка на регистрацию, снятие с регистрации, экстренный вызов милиции, скорой медицинской помощи, сигнализация о дорожно-транспортном происшествии, вызов эвакуатора автомобиля, несанкционированное вскрытие и угон автомобиля и т.д.), в ПО 3 формируются индивидуальные коды для идентификации ПО 3 и коды-признаки состояния ПО 3, конкретные значения которых выбирают общими для всех ПО 3 (соответственно различными по выполняемым функциям, например, постановка на регистрацию или вызов скорой помощи, но одинаковыми по своей закодированной характеристике для всей системы). Каждый из кодов-признаков состояния соответствует некоторому новому состоянию ПО 3.m. в сравнении с предыдущим. Практически передача сигнала о состоянии подвижного объекта осуществляется при нажатии кнопки, соответствующей данному событию, на пульте управления аппаратуры ПО, а при угоне автомобиля при срабатывании датчика. When the state of moving objects is changed to software 3.m, where m is the serial number of software 3 (for example, registration, deregistration, emergency call of the police, ambulance, signaling about a traffic accident, calling a car tow truck, unauthorized opening and car theft, etc.), in
Для регистрации в системе (фиг. 1) производится опознавание занятости радиоканала. При свободном радиоканале передатчики ПО 3.m периодически с установленной скважностью излучают сигналы о состоянии ПО 3.m на первой радиочастоте с центральной частотой f и шириной спектра ΔF, содержащие их индивидуальные и коды-признаки состояния в течение фиксированных интервалов времени Δt. При большом количестве ПО 3, обслуживаемых системой, существует вероятность одновременного излучения сигналов о состоянии подвижного объекта 3 двумя или более ПО 3.m, когда опознавание их индивидуальных кодов и кодов-признаков состояния становится невозможным. For registration in the system (Fig. 1), the radio channel is occupied. With a free radio channel, 3.m transmitters periodically with a set duty cycle emit signals on the 3.m state on the first radio frequency with a central frequency f and spectral width ΔF, containing their individual and status codes for fixed time intervals Δt. With a large number of
За счет естественных различий в периоде следования радиосигналов ПО 3.m их взаимное положение в каждом периоде повторения будет изменяться случайно, поэтому в некоторый момент времени радиоканал окажется свободным для ПО 3. k*, где .k* - конкретный номер ПО, с некоторым, например, меньшим периодом T(k). Этот ПО 3.k* начинает излучение на первой радиочастоте и канал на этой радиочастоте f становится занятым для других ПО 3.m. Due to natural differences in the repetition period of the 3.m radio signals, their relative position in each repetition period will randomly change, therefore at some point in time the radio channel will be free for 3.k * software, where .k * is a specific software number, with some for example, a shorter period T (k). This software 3.k * starts radiation at the first radio frequency and the channel at this radio frequency f becomes occupied for other software 3.m.
Принимают сигнал этого ПО 3.k* в ЦП 1, демодулируют, опознают индивидуальный и код-признак состояния, передают этому ПО 3.k* на частоте f шириной спектра ΔF сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.k*. При приеме сигнала подтверждения ПО 3.k* прекращает периодическое излучение. Сигнал подтверждения передается с целью оповещения ПО 3.k*, что его состояние зафиксировано в ЦП 1. Этот сигнал для данного ПО 3.k* является одновременно сигналом блокировки, которая снимается самостоятельно при последующем изменении состояния ПО 3.k* (или при запросе его присутствия в регистрационном списке с ЦП 1). They receive the signal of this software 3.k * in
Из ЦП 1 вслед за сигналом подтверждения передают управляющий сигнал. Этот управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат, является также управляющим сигналом для ПП 2. n. При окончании управляющего сигнала канал на радиочастоте f становится свободным для других ПО 3.m. From the
Управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат, принимают и обрабатывают в ПО 3.k* и в N ПП 2, демодулируют, опознают индивидуальный код в ПО 3.k*, опознают код-признак определения координат в ПО 3.k* и в N ПП 2. После обработки управляющего сигнала в N ПП 2 последовательно в установленные для каждого ПП 2.n промежутки времени однократно ПП 2.n излучают фазоманипулированные сигналы с центральной частотой fс и шириной спектра Δfc в течение фиксированных интервалов времени Δtc. Принимают фазоманипулированные сигналы всех ПП 2.n в ПО 3.k*, подвергают преобразованию по частоте с сохранением спектра и ретранслируют на частоте fр в течение интервала времени Δtp, причем Δtp= NΔtc, где N - общее число ПП 2.n (поскольку все N ПП 2.n обрабатывают управляющий сигнал с кодом-признаком определения координат - синхронизирующий сигнал с момента окончания которого осуществляют последовательную работу все N ПП 2.n).The control signal, equipped with an individual software code 3.k * and a code-sign for determining coordinates, is received and processed in software 3.k * and in
Ретранслированные сигналы принимают в каждом ПП в промежуток времени, установленный каждому ПП 2.n для приема фазоманипулированного сигнала. Корреляционно обрабатывают в ПП 2.n на одной промежуточной частоте излученный и принятый фазоманипулированные сигналы и измеряют в каждом из ПП 2 время задержки сигнала с минимальным временем время задержки τi(i = 1,2,3,...N, где i - порядковый номер ПП 2.n, в котором измерено время задержки, а N - общее число ПП 2) принятого сигнала относительно модулирующей функции излученного на частоте fс фазоманипулированного сигнала. Далее последовательно, в заданные для каждого ПП 2 промежутки времени излучают сигналы на второй радиочастоте с центральной частотой fи и шириной спектра Δfи, содержащие численные значения времен задержек τi, в течение фиксированных интервалов времени Δtи. Принимают эти сигналы в ЦП 1, демодулируют, выделяют численные значения времен задержек τi, и по значениям времен задержек τi рассчитывают расстояния Ri между каждым ПП 2.n и ПО 3.k* дальномерным методом. По рассчитанным расстояниям Ri определяют местоположение (координаты) ПО 3.k*.Relay signals are received at each receiver in the time interval set by each receiver 2.n to receive the phase-shifted signal. The correlation process in PP 2.n at the same intermediate frequency is the emitted and received phase-manipulated signals and measure in each of
Независимо от состояния радиоканалов с центральными частотами fс, fр и fи при свободном радиоканале с центральной частотой f другой ПО 3.l*, где l* - порядковый номер второго ПО 3.m с несколько большим периодом излучения T, начинает периодическое излучение сигнала о состоянии второго ПО 3.l*. На ЦП 1 принимают сигнал этого ПО 3.l*, демодулируют, опознают индивидуальный код и код-признак состояния определения координат, передают на первой радиочастоте f сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.l*, при приеме которого второй ПО 3.l* прекращает периодическое излучение. После окончания излучения фазоманипулированных сигналов на центральной частоте fс всеми ПП 2 для ПО 3.l* при свободном радиоканале с центральной частотой f передают управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.l* и кодом-признаком определения координат. Далее аналогично принимают в ПО 3.l* и N ПП 2.n, излучают и ретранслируют фазоманипулированные сигналы с последующим определением координат ПО 3.l*.Regardless of the state of the radio channels with center frequencies f c , f p and f, and with a free radio channel with a center frequency f, another software 3.l *, where l * is the serial number of the second software 3.m with a slightly longer radiation period T, begins periodic radiation signal about the state of the second software 3.l *. The
В некоторый момент времени, независимо от состояния радиоканалов с центральными частотами fс, fр и fи при свободном радиоканале с центральной частотой f третий ПО 3.m*, где m* - его порядковый номер, излучает сигнал, для примера снабженный индивидуальным кодом и кодом-признаком о постановке подвижного объекта на регистрацию (или снятием ПО 3 с регистрации). Этот сигнал принимают в ЦП 1, демодулируют, опознают индивидуальный код и код-признак состояния, по коду-признаку состояния определяют состояние ПО 3.m*. Результаты опознавания индивидуального кода и кода-признака состояния объекта регистрируются в ЦП 1. Далее, при свободном радиоканале с ЦП 1 на первой радиочастоте частоте f передают ПО 3.m* сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.m*, принимают его в ПО 3.m*, демодулируют, опознают индивидуальный код и прекращают периодическое излучение ПО 3.m*. Аналогичным образом осуществляют регистрацию других ПО 3.m.At some point in time, regardless of the state of the radio channels with center frequencies f s , f p and f and with a free radio channel with center frequency f, the third software 3.m *, where m * is its serial number, emits a signal, for example, equipped with an individual code and a code-sign about the registration of a moving object (or removal of
Однако может возникнуть ситуация, при которой находящиеся в регистрационном списке ПО 3.m в установленные длительные промежутки времени не изменяли свое состояние и не излучали сигналы на первой радиочастоте f. В этом случае в заданные промежутки времени, например, 1 раз в сутки, с ЦП 1 на первой радиочастоте f при свободном радиоканале излучают сигналы присутствия, снабженные индивидуальным кодом тех ПО 3.m, которые не излучали сигналы о состоянии ПО 3.m, и кодом-признаком присутствия (в регистрационном списке). Приняв такой сигнал и опознав свой индивидуальный код и код-признак присутствия, четвертый ПО 3.p*, где p* - его порядковый номер, при свободном радиоканале на первой радиочастоте f излучает сигнал подтверждения присутствия, снабженный индивидуальным кодом и кодом-признаком подтверждения присутствия в системе. (Код-признак присутствия является запросом, в сигнале производимым ЦП 1. Он обеспечивает разблокировку передачи сигнала о состоянии ПО 3.p* после приема им индивидуального кода, который воспринимается как сигнал подтверждения - блокирующий сигнал. Код-признак подтверждения присутствия является ответом в сигнале состояния ПО 3.p* на запрос ЦП 1. Эти коды могут отличаться друг от друга или быть одинаковыми). Сигнал подтверждения присутствия принимают в ЦП 1, демодулируют, опознают индивидуальный код и код-признак подтверждения присутствия, регистрируют результаты опознавания в ЦП 1. Далее при свободном радиоканале с первой радиочастотой с ЦП 1 на первой радиочастоте f к четвертому ПО 3. p* излучают сигнал подтверждения центральным пунктом ЦП 1, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.p*, при приеме и опознавании которого четвертый ПО 3.p* прекращает периодическое излучение на частоте f. Затем ЦП 1 излучают управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом четвертого ПО 3.p* и кодом-признаком определения координат, при этом управляющий сигнал излучают на первой радиочастоте f при свободном радиоканале после окончания излучения фазоманипулированных сигналов на частоте fc всеми ПП 2.n. Далее этот управляющий сигнал аналогично принимают в четвертом ПО 3.p* и в N ПП 2, излучают и ретранслируют фазоманипулированные сигналы с последующим определением координат четвертого ПО 3. p* и регистрацией признака исправности аппаратуры четвертого ПО 3.p* в ЦП 1. Аналогичным образом осуществляют регистрацию присутствия в регистрационном списке и исправности аппаратуры других ПО 3.m, которые в установленные длительные промежутки времени не передавали сигнала о состоянии подвижного объекта.However, a situation may arise in which the software on the 3.m registration list does not change its state for long periods of time and does not emit signals at the first radio frequency f. In this case, at predetermined time intervals, for example, 1 time per day, with the
Для обеспечения временного разделения сигналов и обеспечения нормального функционирования системы осуществляется синхронизация ее работы с использованием обычных приемов и технических средств, применяемых для этих целей в радиотехнической аппаратуре, которые не являются предметом настоящего изобретения. Далее более подробно описана работа системы для раскрытия возможности осуществления ею основных заявленных в способе действий приема и передачи сигналов и выполнения указанных функций техническими средствами. To ensure temporary separation of signals and ensure the normal functioning of the system, its operation is synchronized using conventional techniques and technical means used for these purposes in radio equipment that are not the subject of the present invention. The following describes in more detail the operation of the system to reveal the possibility of its implementation of the main declared in the method actions of receiving and transmitting signals and performing the specified functions by technical means.
В исходном состоянии (фиг. 4) ППА 42 каждого из ПО 3.m (фиг. 1) с помощью АК 41 отключена от выхода первого РПБ 39 и подключена к входу первого РПрБ 32. Для этого с третьего выхода УБ 38 на управляющий второй вход АК 41 постоянно подают соответствующий сигнал. In the initial state (Fig. 4), the
При изменении состояния ПО 3.m, когда необходимо сделать сообщение, например, поставить подвижный объект на регистрацию, или снять подвижный объект с регистрации без определения координат, или передать сообщение о дорожно-транспортном происшествии, о необходимости медицинской помощи, о вызове эвакуатора автомобиля и т.д. с определением координат, или при угоне автомобиля, сопровождении ценных грузов и т.д. с определением траектории перемещения, в УБ 37 формируется соответствующая комбинация сигналов, которая с первого выхода УБ 37 поступает на вход ГК 38, где хранится индивидуальный код именно этого ПО 3.k* и формируются коды-признаки состояния, значения которых являются одинаковыми и общими для всей системы в соответствии с заранее принятой для этого комбинацией сигналов кода. When the state of software 3.m changes, when it is necessary to make a message, for example, register a moving object, or remove a moving object from registration without determining coordinates, or send a message about a traffic accident, about the need for medical assistance, about calling a car tow truck and etc. with the determination of coordinates, or when a car is stolen, accompanied by valuable goods, etc. with the determination of the trajectory of movement, in UB 37 a corresponding combination of signals is generated, which from the first output of
Если радиоканал занят каким-либо другим ПО 3.m или ЦП 1, то на первой радиочастоте управляющий сигнал с центральной частотой f и шириной спектра ΔF от другого ПО 3.m или ЦП 1 принимается ППА 42, через АК 41 поступает на вход первого РПрБ 32, где усиливается и преобразуется в сигнал с промежуточной частотой fпр с сохранением первоначального спектра. Далее сигнал с выхода первого РПрБ 32 одновременно поступает на вход ДМ 34 и вход БОС 35. В демодуляторе 34 принимаемый сигнал демодулируется и далее поступает на вход БОКО 36, где производится сравнение полученного кода с индивидуальным кодом ПО 3. k*. При несовпадении принятого кода с индивидуальным кодом ПО 3.k* на выходе БОКО 36 сигнал совпадения отсутствует. В БОС 35 производится опознавание занятости радиоканала с центральной частотой f. На выходе БОС 35 формируется сигнал занятости радиоканала, который поступает на второй вход УБ 37, и УБ 37 по своим выходам 1, 2 и 3 запрещает излучение периодического сигнала ПО 3.k* на первой радиочастоте f.If the radio channel is occupied by some other software 3.m or
При свободном радиоканале на первой радиочастоте f на выходе БОС 35 сигнал занятости радиоканала отсутствует и при необходимости вывода в радиоканал сигнала о своем состоянии ПО 3.k* периодически с периодом T с установленной скважностью излучают радиосигналы с центральной частотой f и шириной спектра ΔF, содержащие его индивидуальный код и один код-признак состояния из набора общего кода. Излучение производится в течение фиксированных интервалов времени Δt (см. фиг. 6, а). При излучении этого сигнала радиоканал на первой радиочастоте f становится занятым, и другие ПО 3.m принимают этот сигнал, в соответствии с изложенным выше отслеживают занятость радиоканала и приостанавливают передачу сообщений о своем состоянии, исключая введение помехи в радиоканал на первой радиочастоте. Для излучения сигнала о состоянии ПО 3. k* в УБ 37 формируют периодические с периодом T с установленной скважностью в течение фиксированных интервалов времени Δt сигналы управления, которые с первого, второго и третьего выходов УБ 37 подают соответственно на второй вход АК 41, первый вход ГК 38 и второй вход первого РПБ 39. При приеме этих сигналов АК 41 подключает ППА 42 к выходу первого РПБ 39. Сигнал, содержащий индивидуальный и код-признак состояния, с выхода ГК 38 поступает на вход первого РПБ 39, и первый РПБ 39 включается. With a free radio channel at the first radio frequency f at the output of the
Сигнал о состоянии подвижного объекта, излучаемый на первой радиочастоте f ПО 3.k*, принимается ППА 15 в ЦП 1 (фиг. 2), через АК 14 поступает на вход первого РПрБ 5, где усиливается и преобразуется в сигнал с промежуточной частотой fпр с сохранением первоначального спектра. Далее сигнал с выхода первого РПрБ 5 поступает одновременно на входы первого ДМ 7 и БОС 10. В БОС 10 производится опознавание занятости радиоканала с центральной частотой f, формируется сигнал занятости канала, который с выхода БОС 10 поступает на второй вход УБ 11 для запрещения излучения сигнала на частоте f. В ДМ 7 производят демодуляцию сигнала, после чего демодулированный сигнал с выхода ДМ 7 поступает на вход БОКО 9, в котором производят опознавание индивидуального и кода-признака состояния ПО 3.k*.The signal about the state of the moving object emitted at the first radio frequency f ON 3.k * is received by the
Так как все ПО 3.m изменяют свое состояние независимо друг от друга, то существует вероятность при свободном радиоканале на первой радиочастоте одновременного излучения сигналов на частоте f двумя (или более) ПО 3.m. (в качестве примера см. фиг. 6, а и б). При одновременном поступлении сигналов о состоянии от, по меньшей мере, двух ПО 3.m. БОКО 9 не производит опознавания кодов ПО 3. m и сразу формирует сигнал ошибки. Однако за счет естественных различий в периоде следования радиосигналов ПО 3.m их взаимное положение в каждом периоде повторения изменяется случайно. Поэтому радиоканал на первой радиочастоте f окажется свободным в некоторый момент времени для первого из ПО 3.k*, у которого, например, период повторения T несколько меньше, чем у другого ПО 3.m*, для которого к моменту излучения радиоканал окажется занятым первым ПО 3.k*. Кроме того, при большом количестве используемых ПО 3.m в системе при изготовлении от партии к партии передатчиков РПБ 39 в аппаратуру закладывается возможность функционирования их с различной скважностью, что в целом уменьшает вероятность свершения события приема ЦП 1 сигнала о состоянии подвижного объекта от нескольких ПО 3.m одновременно. Since all the 3.m softwares change their state independently of each other, there is a possibility with a free radio channel on the first radio frequency of the simultaneous emission of signals at a frequency f by two (or more) software 3.m. (as an example, see Fig. 6, a and b). With the simultaneous receipt of status signals from at least two software 3.m.
Результаты опознавания индивидуального кода ПО 3.k* и кода-признака состояния (в качестве примера с сообщением о вызове эвакуатора автомобиля) с БОКО 9 поступают на первый вход УБ 11 (фиг. 2). В УБ 11 формируется комбинация сигналов, которая с первого выхода по шине данных поступает в ГКО 12, где хранятся индивидуальные коды и коды-признаки состояния из всего набора ПО 3.m и формируются наборы индивидуальных и дополнительных кодов-признаков состояния в соответствии с принятой комбинацией сигналов. На выходе БОС 10 сигнал занятости канала отсутствует, поэтому на частоте f излучается сигнал подтверждения с шириной спектра ΔF в течение фиксированного интервала времени Δt, снабженный индивидуальным кодом первого ПО 3.k*, и управляющий сигнал в течение фиксированного интервала времени Δt, снабженный индивидуальным кодом первого ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат (см. фиг. 6, д). Для этого с первого, второго и третьего выходов УБ 11 соответственно на второй вход РПБ 13, второй вход АК 14 и вход ГКО 12 подают в течение фиксированного интервала времени 2Δt сигналы управления, при приеме которых АК 14 подключает ППА 15 к выходу РПБ 13. Сигналы подтверждения и управления с выхода ГКО 12 поступают на вход РПБ 13, и далее сигнал подтверждения и управляющий сигнал с центральной частотой f в течение интервала времени 2Δt поступает на ППА 15 и излучается. The results of recognition of an individual software code 3.k * and a status indicator code (as an example with a message about calling a car tow truck) from
Изученный сигнал подтверждения и управления одновременно (фиг. 1) принимают на первой радиочастоте f в каждом ПП 2.n и ПО 3.m системы. The studied confirmation and control signal at the same time (Fig. 1) is received at the first radio frequency f in each software 2.n and software 3.m of the system.
В каждом ПП 2.n сигнал на первой радиочастоте с центральной частотой f в течение интервала времени 2Δt с ПрА 19 поступает на вход первого РПрБ 21 (фиг. 3), где усиливается и преобразуется в сигнал с промежуточной частотой fпр с сохранением первоначального спектра. Далее с выхода первого РПрБ 21 сигнал поступает на вход ДМ 23. Демодулированный сигнал с выхода ДМ 23 поступает на вход БОК 24, где производится сравнение полученного кода-признака определения координат, которым снабжен управляющий сигнал, с имеющимся кодом в БОК 24 на наличие кода-признака определения координат. При совпадении принятого кода-признака определения координат с имеющимся в БОК 24 на выходе БОК 24 появляется сигнал совпадения, который поступает на вход УБ 25. При поступлении на вход УБ 25 сигнала совпадения с его второго и четвертого выходов соответственно на второй вход БИЗ 26 и второй вход (управляющий) второго РПБ 28, одновременно поступают сигналы длительностью Δtc. При этом в первом ПП 2.n на втором и четвертом выходах УБ 25 формирование сигналов длительностью Δtc осуществляют непосредственно после появления на его входе сигнала совпадения, а в каждом последующем ПП 2.n (n = 2, 3, ..., N) - с задержкой на (n-1) Δtc интервалов времени после появления на УБ 25 сигнала совпадения, где n - порядковый номер ПП 2.n. При поступлении сигналов длительностью Δtc со второго и четвертого выходов УБ 25 на второй вход БИЗ 26 и второй вход второго РПБ 28, второй РПБ 28 включается на время Δtc, а с первого выхода БИЗ 26 на первый вход второго РПБ 28 в течение интервала времени Δtc поступают элементы последовательности максимальной длины, а далее сложный, фазоманипулированный сигнал с центральной частотой fс и шириной спектра Δfc в течение фиксированного интервала времени Δtc с выхода второго РПБ 28 поступает на вторую ПА 30 и излучается. При этом излучение фазоманипулированного сигнала ПП 2.n (n = 1, 2, ..., N) осуществляют последовательно в установленные для каждого ПП 2.n промежутки времени, равные Δtc (фиг. 6, е).In each IF 2.n, the signal at the first radio frequency with a central frequency f during the time interval 2Δt with
Одновременно с ПП 2.n (n = 1, 2, .., N), излученные с ЦП 1 на радиочастоте f сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом первого ПО 3.k*, и управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом первого ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат (фиг. 4) принимают ППА 42 всех ПО 3.m. Принятые ППА 42 сигнал подтверждения и управляющий сигнал через АК 41 поступают на вход первого РПрБ 32. Далее производятся аналогичные действия над сигналами, осуществляемыми при опознавании занятости радиоканала с первой радиочастотой f с учетом следующего. На первом выходе БОКО 36 первого ПО 3. k* формируется сигнал совпадения индивидуального и принятого кодов (принятый код - это индивидуальный код первого ПО 3.k*, которым снабжен сигнал подтверждения). Сигнал совпадения кодов поступает на первый вход УБ 37, с получением которого в УБ 37 на первом, втором и третьем выходах прекращают формирование периодических, с периодом T, с установленной скважностью, в течение фиксированных интервалов времени Δt, сигналов управления. С этого момента времени ППА 42 через АК 41 постоянно подключена к входу первого РПрБ 32, первый РПБ 39 находится в выключенном состоянии, ГК 38 прекращает передачу индивидуального и дополнительного кодов на вход первого РПБ 39, а первый ПО 3. k* становится подвижным объектом в исходном состоянии (т.е. до излучения сигнала о состоянии ПО 3.k*). Simultaneously with the PC 2.n (n = 1, 2, .., N) emitted from the
После приема сигнала подтверждения ППА 42 принимает управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом первого ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат, который через АК 41 поступает на вход первого РПрБ 32. Далее с управляющим сигналом, снабженным индивидуальным кодом первого ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат, производят аналогичные действия с учетом следующего. При совпадении в БОКО 36 первого ПО 3.k* индивидуального кода и кода-признака определения координат с принятым дополнительным кодом (принятым индивидуальным кодом и кодом-признаком определения координат) на его втором выходе формируется сигнал совпадения длительностью Δtp, причем Δtp= NΔtc, где N - общее количество ПП2.n (поскольку все N ПП 2.n участвуют в обработке в том смысле, что временной ресурс системы затрачивается на все N ПП 2.n, хотя временную задержку фазоманипулированных сигналов могут определять только часть из них (не менее трех). Остальные ПП в отведенные для них временные интервалы Δtи не будут передавать на ЦП 1 значения задержек, так как по какой-либо причине, например, очень большая дальность, низкое отношение сигнал-шум, эти задержки не измерены). Сигнал совпадения длительностью Δtp со второго выхода БОКО 36 поступает на управляющий второй вход второго РПБ 40 и включает РПБ 40 на промежуток времени Δtp (см. фиг. 6, ж).After receiving the confirmation signal, the
Сложные фазоманипулированные сигналы с центральной частотой fс шириной спектра Δfc, излученные ПП 2.n (n = 1, 2, ..., N), причем излучение производится последовательно в установленные для каждого ПП 2.n равные промежутки времени Δtc, принимают ПрА 31 всех ПО 3.m. Однако обработка и ретрансляция фазоманипулированных сигналов производится только ПО 3. k*, поскольку в других ПО 3. m сигнал совпадения на втором выходе БОКО 36 отсутствует и второй РПБ не включен (фиг. 4). Далее фазоманипулированные сигналы поступают на вход второго РПрБ 33, где усиливаются и преобразуются в сигналы с промежуточной частотой fпрс с сохранением первоначального спектра. Затем фазоманипулированные сигналы поступают на первый вход (сигнальный) второго РПБ 40 и для первого ПО 3.k* преобразуются в сигналы с центральной частотой fр с сохранением первоначального спектра. Данные фазоманипулированные сигналы с выхода второго РПБ 40 поступают на ПА 43 и излучаются в течение интервала времени Δtp.
Ретранслированные первым ПО 3.k* фазоманипулированные сигналы (фиг. 3) принимают второй ПрА 20 в ПП 2.n (n = 1, 2, ..., N). С выхода второй ПрА 20 этот сигнал поступает на вход второго РПрБ 22, где усиливается, преобразуется с сохранением первоначального спектра в сигнал на промежуточной частоте fпрс. С выхода второго РПрБ 22 фазоманипулированный сигнал поступает на первый вход (сигнальный) БИЗ 26. В БИЗ 26 определяют время задержки τi(i = 1,2,...,N), где i - порядковый номер ПП 2.n, а N - общее количество ПП 2. n) принятого сигнала относительно модулирующей функции последовательности максимальной длины, поступающей с первого выхода БИЗ 26 на первый вход (сигнальный) второго РПБ 28 излученного данным ПП 2.n сложного фазоманипулированного сигнала. Далее по окончанию действия сигналов на втором и четвертом выходах УБ 25 длительностью Δtc на первом и третьем выходах УБ 25 формируют сигналы управления длительностью Δtc. Сигнал управления с первого выхода УБ 25 поступает на первый вход (управляющий) первого РПБ 27 и включает первый РПБ 27 на время Δtc. Сигнал управления длительностью Δtc с третьего выхода управляющего блока 25 подают на третий вход БИЗ 26. При поступлении на третий вход БИЗ 26 сигнала управления длительностью Δtc на его втором выходе формируют сигнал длительностью Δtи, содержащий информацию о времени задержки τi(i = 1,2,...,N), причем Δtн≤Δtc. Этот сигнал со второго выхода БИЗ 26 поступает на второй вход первого РПБ 27 и далее радиосигнал с центральной частотой fи и шириной спектра Δfи в течение фиксированного интервала времени Δtи с выхода первого РПБ 27 поступает на первую ПА 29 и излучается (можно отметить, что сигналы управления на третьем и первом выходах УБ 25 формируют после окончания сигналов на его втором и четвертом выходах, которые в ПП 2.n (n = 1, 2, ..., N) формируют с задержкой на (i-1)Δtc интервалов времени после появления на входе УБ 25 сигнала совпадения, поэтому излучение сигналов на центральной частоте fи ПП 2.n (n = 1, 2, ..., N) производят последовательно во времени с задержкой на iΔtc интервалов времени (фиг. 6, к).Complex phase-shifted signals with a central frequency f with a spectral width Δf c emitted by PP 2.n (n = 1, 2, ..., N), and the radiation is produced sequentially at equal time intervals Δt c set for each PP 2.n, accept
The first phase-relayed signals relayed by the first software 3.k * (Fig. 3) receive the
Излученные на второй радиочастоте с центральной частотой fи сигналы, содержащие информацию о задержках τi(i = 1,2,...,N), принимают ПрА 4 ЦП 1 (фиг. 2), которые далее поступают на вход второго РПрБ 6, где усиливаются и преобразуются в сигналы с промежуточной частотой fпр с сохранением первоначального спектра. Далее сигналы с выхода РПрБ 6 поступают на второй ДМ 8, где демодулируются. Демодулированные сигналы с выхода второго ДМ 8 поступают на первый вход (сигнальный) ЗУ 17. В ЗУ 17 информация о численных значениях задержек τi(i = 1,2,...,N) от всех ПП 2.n запоминается. Для этого с шестого выхода УБ 11 на второй вход (управляющий) ЗУ 17 по шине управления через промежуток времени Δtc после окончания действия сигналов управления на первом, втором и третьем выходах УБ 11 (можно отметить, что по окончании действия этих управляющих сигналов производят синхронизацию в первом ПО 3.k*, во всех ПП 2.n и первый ПП 2.n начинает излучение фазоманипулированного сигнала на частоте fс в течение времени Δtc) подают в течение промежутка времени Δtc сигнал записи информации о задержке τ1 от первого ПП 2.n в первую ячейку памяти ЗУ 17. Далее в следующий промежуток времени Δtc с шестого выхода УБ 11 на второй вход ЗУ 17 по шине управления подают сигнал записи информации о задержке τ2 от второго ПП 2.n во вторую ячейку памяти. Аналогичным образом в соответствующие временные интервалы производят запись информации о задержке от остальных ПП 2.n (n = 3, 4, ..., N) в соответствующие N-2 ячейки памяти. Далее с выхода ЗУ 17 по шине данных численные значения задержек τi(i = 1,2,...,N) подают на первый вход данных БРК 18, переписывают в БРК 18, где на основе использования известных формул дальнометрии по задержкам, полученным в данный интервал времени NΔtc, производят расчет координат первого ПО 3. k*. Для этого после окончания формирования сигналов записи информации о задержках τi (i = 1, 2, ..., N) на шестом выходе УБ 11 на пятом выходе УБ 11 формируют сигнал логической единицы, который далее подают на второй вход БРК 18. Вычисленные значения координат с выхода БРК 18 подают на третий вход УБ 11. В УБ 11 к номеру первого ПО 3.k* системы и сообщению о вызове эвакуатора автомобиля присоединяют информацию о его координатах. Из памяти УБ 11 извлекается подробная информация о ПО 3.k*, заложенная в банк данных (например, фамилия владельца ПО 3.k*, марка, цвет, регистрационный номер автомобиля и т.д.), и всю имеющуюся информацию на данный момент времени с четвертого выхода управляющего блока 11 подают на БИ 16 для визуального наблюдения.Radiated at the second radio frequency with a central frequency f and signals containing information about the delays τ i (i = 1,2, ..., N), receive
Независимо от состояния радиоканалов с центральными частотами fс, fр и fи при свободном радиоканале с первой радиочастотой f другого ПО 2.l* с несколько большим периодом излучения начинает периодическое излучение (фиг. 6, б). Изученный сигнал о состоянии второго ПО 2.l* на первой радиочастоте f принимают в ЦП 1 и далее производят аналогичные действия над сигналом второго ПО 2. l*, снабженным индивидуальным кодом второго ПО 2.l* и кодом-признаком состояния, например, определения траектории движения подвижного объекта, перевозящего ценный груз. Работает в этом случае система аналогично с учетом следующего. Управляющий сигнал в течение фиксированного интервала времени Δt, снабженный индивидуальным кодом второго ПО 2.l* и кодом-признаком определения координат, излучают на первой радиочастоте f не сразу после окончания сигнала подтверждения, снабженного индивидуальным кодом второго ПО 2.l*, а после окончания излучения фазоманипулированных сигналов на центральной частоте fс всеми ПП 2.n при определении координат первого ПО 3. k* (см. фиг. 6, д, ж). Для этого в УБ 11 (фиг. 2) после окончания управляющего сигнала, снабженного индивидуальным кодом первого ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат, формируют сигнал длительностью NΔtc, запрещающий прохождение на первый, второй и пятый выходы УБ 11 управляющих сигналов для формирования сигнала управления, снабженного индивидуальным кодом второго ПО 2.l* и кодом-признаком определения координат. При этом излучение сигнала управления, снабженного индивидуальным кодом второго ПО 2.l* и кодом-признаком определения координат, повторяют через заданные промежутки времени, а рассчитанные текущие координаты хранят в ячейке памяти, отведенной для второго ПО 2.l* в УБ 11, производят вывод информации о втором ПО 2.l* в БИ 16 с обновлением текущих координат второго ПО 2.l* в установленные промежутки времени.Regardless of the state of the radio channels with center frequencies f c , f p and f and with a free radio channel with the first radio frequency f of another software 2.l * with a slightly longer emission period, periodic radiation begins (Fig. 6, b). The studied signal about the state of the second software 2.l * at the first radio frequency f is received in the
Аналогичные действия производят над сигналами ПО 3.m, которые осуществляют постановку на регистрацию или снятие с регистрации (входят в систему или выходят из системы), с учетом следующих действий. При приеме в ЦП 1 на первой радиочастоте f сигналов о состоянии ПО 3.m, снабженных индивидуальными кодами и кодом-признаком, о входе или выходе из системы в БОКО 9 производят опознавание индивидуального кода и кода-признака состояния (см. в качестве примера фиг. 6, в). При этом в ячейке памяти управляющего блока 11, отведенной для данного ПО 3.m*, производят регистрацию его входа или выхода из системы, далее формируют сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом данного ПО 3.m*, излучают ЦП 1 сигнал с центральной частотой f, принимают в ПО 3.m*, опознают индивидуальный код в БОКО 36 (фиг. 4) и регистрируют в УБ 37 постановку ПО 3.m* на регистрацию или снятие с регистрации. Управляющий сигнал излучают в случае необходимости определения координат ПО 3. m*. При постановке на регистрацию или снятии с регистрации в общем случае управляющий сигнал можно не излучать (фиг. 6, в). Однако, для решения задачи определения местоположения ПО 3.m* в дальнейшем уже необходимо излучить с ЦП 1 управляющий сигнал. Similar actions are performed on 3.m software signals, which carry out registration or deregistration (enter the system or exit the system), taking into account the following actions. When signals about the state of software 3.m, equipped with individual codes and a sign code, are received at the first radio frequency f at the first radio frequency f, an individual code and a status sign code are recognized or entered into the BOKO 9 (see, as an example, FIG. . 6, c). At the same time, in the memory block of the
Аналогичные действия проводят над сигналами присутствующих в системе ПО 3. m, которые в течение установленного длительного промежутка времени не излучали сигналы на частоте f, с учетом следующих действий. В УБ 11 ЦП 1 формируют сигнал, длительность которого равна заранее установленному длительному промежутку времени. Длительность этого промежутка времени выбирается исходя их требований служб: УВД, скорой медицинской помощи и т.д. или, например, для личного автотранспорта - в пределах нескольких часов. Например, если абонент покинул ПО 3.m*, то ставит автомобиль на регистрацию. Если абонент находится в ПО 3.m*, то может снять его с регистрации. Другое абоненты могут производить аналогичные действия (изменять состояние объекта) в более короткие промежутки времени. Поэтому, длительность промежутка времени сформированного в УБ 11 сигнала выбирается исходя из тех событий, которые происходят редко, иначе система будет перегружена запросами присутствия. При совпадении в УБ 11 ЦП 1 сигнала установленного длительного промежутка времени с сигналами записи кодов ПО 3.m в ячейках памяти, соответствующих номерам ПО 3.m всей системы (при состоявшемся радиоконтакте осуществляется запись кода этого ПО 3.m, а сигнал записи совпадает с сигналом длительного промежутка времени), в УБ 11 формируют сигналы логической единицы (необходимо отметить, что данные сигналы являются признаком состоявшегося радиоконтакта с конкретными ПО 3.m) и производят запись сигналов логической единицы в соответствующие ячейки памяти УБ 11 данных о ПО 3.m для всех ПО 3.m, передавших сигналы о состоянии объекта. Далее после окончания сигнала установленного длительного промежутка времени последовательно в заданные определенные промежутки времени в УБ 11 формируют комбинации сигналов для тех ПО 3.p*, в ячейках памяти которых сигналы логической единицы отсутствуют. Комбинации сигналов (фиг. 2) с первого выхода УБ 11 подают на вход ГКО 12, где в соответствии с принятой комбинацией сигналов формируют наборы индивидуальных кодов ПО 3.p* и кода-признака присутствия в системе. Далее аналогичным образом излучают радиосигнал на первой радиочастоте с центральной частотой f (в качестве примера четвертому ПО 3.p*, см. фиг. 6, г, д), принимают его всеми ПО 3.m, опознают индивидуальный код и код-признак присутствия в БОКО 36 (фиг. 4) четвертого ПО 3.p*, аналогичным образом производят формирование в ГК 38 индивидуального кода и кода-признака подтверждения присутствия в системе. ПО 3. p* излучает соответствующий сигнал о состоянии подвижного объекта с центральной частотой f. Данный сигнал о состоянии подвижного объекта аналогичным образом принимают в ЦП 1, опознают индивидуальный код и код-признак подтверждения присутствия четвертого ПО 3.p* в БОКО 9 (фиг. 2). В УБ 11 в соответствующих ячейках памяти регистрируют состояние четвертого ПО 3. p*, формируют комбинации сигналов для ГКО 12. Далее аналогичным образом на первой радиочастоте f излучают ЦП 1 сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом четвертого ПО 3.p*, и управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом четвертого ПО 3.p* и кодом-признаком определения координат, определяют координаты четвертого ПО 3.p*. В УБ 11 в соответствующей ячейке памяти регистрируют состояние исправности четвертого ПО 3.p* и выводят результат в БИ 16 для визуального отображения информации. После установления радиоконтакта со всеми ПО 3.m, которые в течение установленного длительного промежутка времени не излучали сигналы на частоте f, и опознавания их состояния (исправен или неисправен) формируют сигнал сброса логической единицы в соответствующих ячейках памяти УБ 11 для всех ПО 3.m. Можно отметить, что с этого момента полагают, что ни один ПО 3.m не излучал сигнал о своем состоянии. Similar actions are carried out on the signals present in the
(Если бы сигнала дательного промежутка времени не было, то зарегистрированные ПО 3.m час назад, сутки назад, несколько суток назад были бы равноправны. Считалось бы, что радиоконтакт с ними был, все они исправны и присутствуют в регистрационном списке. Поэтому вызываются только те ПО 3.m, которые зарегистрированы, но не изменяли свое состояние в течение установленного длительного промежутка времени. После этого промежутка считается, что радиоконтакта ни с одним ПО 3.m не было (но текущая информация о состоянии ПО 3.m сохраняется). Затем все повторяется. Зарегистрированные несколько суток назад ПО 3.m и затем не изменяющие свое состояние (находящиеся, например, на автостоянке) в каждом длительном промежутке времени будут фиксироваться как зарегистрированные ПО 3.m, с которыми не было радиоконтакта, и затем проверяться. Другие же ПО 3.m, которые в этот длительный промежуток времени изменяли свое состояние, проверяться не будут). (If there hadn’t been a signal for the dative time interval, then the registered software 3.m an hour ago, a day ago, a few days ago would have been equal. It would have been considered that there was a radio contact with them, they are all working and are present in the registration list. Therefore, they are only called 3.m software that is registered but has not changed its state for a long period of time, after which it is considered that there was no radio contact with any 3.m software (but current information about the status of 3.m software is saved). Then all repeat 3.m software registered a few days ago and then not changing their state (being, for example, in the parking lot) in each long period of time will be recorded as registered 3.m software with which there was no radio contact, and then checked. Software 3.m, which during this long period of time changed its state, will not be checked).
Таким образом, основной особенностью заявленного способа является то, что блокировка передачи сигналов осуществляется самим фактом излучения на первой радиочастоте любого сигнала на время его действия. Так, например, ЦП 1 не может начать излучение на первой радиочастоте любого из сигналов, если его блок обнаружения сигнала БОС 10 фиксирует факт занятости радиоканала, то есть приема любого из сигналов любого подвижного объекта ПО 3.m. Это касается и любого из подвижных объектов независимо от того, кто излучает сигнал - ЦП 1 или другой ПО 3.m. Блокировка конкретного подвижного объекта ПО 3.m осуществляется сигналом подтверждения, а его разблокировка при переходе в другое состояние или по команде ЦП 1, например, при определении присутствия. Thus, the main feature of the claimed method is that the signal transmission is blocked by the very fact of radiation at the first radio frequency of any signal for the duration of its operation. So, for example,
Блок измерения задержки БИЗ 26 (фиг. 3) всех ПП 3.n работает следующим образом (фиг. 5, 7). The delay measurement unit BIZ 26 (Fig. 3) of all PP 3.n works as follows (Fig. 5, 7).
При поступлении сигнала длительностью Δtc на второй вход (Вх.2) БИЗ (фиг. 5), являющийся объединенным входом входа ГПМД 44 и первого отдельного входа РБ 50, РБ 50 по переднему фронту этого сигнала формирует сигнал сброса, который устанавливает РБ 50 в исходное состояние. Кроме того, сформированный сигнал сброса с первого выхода РБ 50 подают на вторые управляющие входы интеграторов И 49.i (i = 1, 2, ..., P+1), которые также устанавливаются в исходное состояние. Одновременно с этим ГПМД 44 в течение промежутка времени Δtc генерирует два одинаковых сигнала в виде последовательности максимальной длины (ПМД). Первый сигнал ПМД с первого выхода ГПМД 44 подают на первый вход перемножителя (P+1)-го ПМ 46.P+1 и первый выход (Вых.1) БИЗ 26. Второй сигнал с задержкой относительно первого сигнала на промежуток времени, равный суммарному времени задержки первого сигнала в аппаратуре одного из ПП 2.n и одного из ПО 3.m, со второго выхода ГПМД 44 подают на вход ЛЗ 45 с P отводами (можно отметить, что суммарное время задержки в аппаратуре ПП 2. n и ПО 3.m определяют для калибровки системы в заводских условиях в отличие от ближайшего аналога). С соответствующего отвода ЛЗ 45 сигнал в виде ПМД подают на второй вход соответствующего ПМ 46.i (i = 1, 2, ..., P). Причем, с каждого последующего отвода сигнал в виде ПМД подают с задержкой относительно предыдущего отвода на промежуток времени, равный L-й части длительности элементарного импульса ПМД. На объединенные вторые входы перемножителей ПМ 46.i (i = 1, 2, ..., P+1), являющиеся первым входом (Вх.1) БИЗ 26, подают сложный фазоманипулированный сигнал со спектром, распределенным в широкой полосе частот. С выходов перемножителей ПМ 46.i (i = 1, 2, . . ., P+1) результаты перемножения сложного фазоманипулированного сигнала с P+1 копиями модулирующей функции, которая использовалась при формировании сложного фазоманипулированного сигнала, подают на входы соответствующих полосовых фильтров ПФ 47.i (i = 1, 2, ..., P+1).Upon receipt of a signal of duration Δt c to the second input (In2) of the BIZ (Fig. 5), which is the combined input of the
В тех из P перемножителей, в которых копии модулирующей функции и модулирующая функция фазоманипулированного сигнала со спектром, распределенным в широкой полосе частот, синхронны (или рассинхронизированы менее чем на длительность элементарного импульса модулирующей функции), производится устранение (частичное устранение) фазовой манипуляции и формируются сжатые по полосе частот различной амплитуды синусоидальные сигналы длительностью Δtc и частотой fпрс. В остальных перемножителях, в том числе и в (P+1)-м ПМ 46. P+1, из-за несинхронности модулирующей функции и ее копии соответствующей свертки не происходит и на их выходах формируется широкополосный шум. Так как P+1 копия модулирующей функции соответствует отрицательной задержке, то уровень сформированного сигнала на выходе перемножителя 46.P+1 используется как оценка уровня шума в данный интервал времени Δtc (уровень порога шумов).In those P multipliers in which copies of the modulating function and the modulating function of the phase-manipulated signal with the spectrum distributed in a wide frequency band are synchronous (or out of sync with less than the duration of the elementary pulse of the modulating function), phase manipulation is eliminated (partially eliminated) and compressed over a frequency band of various amplitudes, sinusoidal signals of duration Δt c and frequency f prs . In the rest of the multipliers, including the (P + 1) -
Сигналы с выходов перемножителей ПМ 46.i (i = 1, 2, ..., P+1) подаются на входы соответствующих полосовых фильтров ПФ 47.i (i = 1, 2, ..., P+1), где производят выделение сжатых по полосе частот синусоидальных сигналов длительностью Δtc или части спектральных составляющих широкополосного шума. Далее отфильтрованные сигналы с выходов ПФ 47.i (i = 1, 2, ..., P+1) подают на входы соответствующих амплитудных детекторов АД 48.i (i = 1, 2, ..., P+1), где производят выделение огибающей сигналов. Выделенные огибающие сигналов с выхода АД 48.i (i = 1, 2, ..., P+1) подают на входы соответствующих интеграторов И 49.i (i = 1, 2, ..., P+1), где производят их интегрирование в течение времени Δtc. Результаты интегрирования с выходов И 49.i (i = 1, 2, . .., P+1) подают на соответствующие входы РБ 50.The signals from the outputs of the PM 46.i multipliers (i = 1, 2, ..., P + 1) are fed to the inputs of the corresponding bandpass filters PF 47.i (i = 1, 2, ..., P + 1), where squeezed sinusoidal signals compressed with a duration of Δt c or a part of the spectral components of broadband noise are extracted. Next, the filtered signals from the outputs of the PF 47.i (i = 1, 2, ..., P + 1) are fed to the inputs of the corresponding amplitude detectors HELL 48.i (i = 1, 2, ..., P + 1), where the envelope of the signals is extracted. The selected envelopes of the signals from the output of HELL 48.i (i = 1, 2, ..., P + 1) are fed to the inputs of the corresponding integrators And 49.i (i = 1, 2, ..., P + 1), where integrate them over time Δt c . The results of integration with the outputs And 49.i (i = 1, 2, ..., P + 1) are fed to the corresponding inputs of
При окончании действия сигнала длительностью Δtc на втором входе (Вх.2) БИЗ 26 ГПМД 44 прекращает генерирование сигналов ПМД, а по заднему фронту этого сигнала в РБ 50 формируют два сигнала считывания. По первому сигналу считывания в РБ 50 определяют значение уровня сигнала на выходе интегратора И 49.P+1 (на выходе P+1 канала), принимают это значение за уровень шума и в соответствии с критерием Неймана-Пирсона определяют пороговый уровень, т.е. требуемое превышение сигнала над шумом (см. фиг. 7, б). Второй сигнал считывания формируют с задержкой относительно первого сигнала считывания на промежуток времени, равный промежутку времени между началом формирования ПМД на втором и первом выходах ГПМД 44. По второму сигналу считывания в РБ 50 определяют уровни сигналов на выходах P интеграторов (выходах P каналов). При многолучевом распространении радиоволн, что характерно для городских условий (для примера двухлучевом, см. фиг. 7, а), выходные сигналы превышают пороговый уровень в первом, третьем и пятом каналах (фиг. 7, б), настроенных на задержки, кратные длительности элементарного импульса модулирующей функции t0, и являющихся опорными. Данные опорные каналы с соответствующими уровнями выходных сигналов выделяют (см. фиг. 7, в), определяют канал с меньшим номером (в данном случае первый канал) и считают, что превышение порогового уровня во всех остальных опорных каналах, за исключением следующего (в данном случае канала с номером три), обусловлено многолучевым характером распространения радиоволн. Для уточнения значения задержки сигнала используют нониусные каналы с настройкой по задержке, равной L-й части длительности элементарного импульса t0 (для примера L = 0,5t0, см. фиг. 7, г). Для этого выделяют нониусный канал с большим уровнем выходного сигнала (в данном случае единственный канал с номером два, см. фиг. 7, г, д) и за истинное значение задержки принимают значение задержки, соответствующее каналу с номером два.At the end of the signal with a duration of Δt c at the second input (Input 2), the
Если бы задержка сигнала соответствовала задержке при которой пороговый уровень был превышен только в третьем опорном канале, то для уточнения значения задержки используют нониусные каналы с номерами два и четыре. При этом истинное значение задержки соответствует настройке по задержке того из каналов (каналов с номерами два, три или четыре), выходной сигнал которого имеет максимальный уровень, а при равных уровнях двух выходных сигналов (что может случиться очень редко и определяется аппаратурной точностью определения уровней сигналов в нониусных каналах) - любому из них. If the signal delay corresponded to the delay at which the threshold level was exceeded only in the third reference channel, then vernier channels with numbers two and four are used to clarify the delay value. In this case, the true value of the delay corresponds to the delay setting of the channel (channels with numbers two, three or four) whose output signal has a maximum level, and at equal levels of two output signals (which can happen very rarely and is determined by the hardware accuracy of determining signal levels in vernier channels) - to any of them.
Далее, при поступлении сигнала управления от УБ 25 на третий вход (Вх.3) БИЗ 26, являющийся другим отдельным входом РБ 50, на втором выходе РБ 50, являющимся вторым выходом (Вых.2) БИЗ, формируют сигнал, снабженный номером выделенного канала. Номер выделенного канала соответствует численному значению времени задержки. Further, when a control signal arrives from
Число каналов P определяется следующим образом. Исходя из требований на интервал по задержке, при котором прямой A (см. фиг. 7, а) и отраженный B лучи должны различаться, находим сдвиг по задержке 2t0 между ортогональными (без учета порогового уровня ΔU) опорными каналами (см. фиг. 7, б). По этому сдвигу определяется длительность элементарного импульса t0 и ширина спектра Δfc≥2/t0. По требуемой дальности действия системы (расстоянию между ПО 3.m и ПП 2.n) r и найденному значению t0 находим необходимое число опорных каналов Pо = 1 + 2r/ct0, где c - скорость света. На практике обычно измерения дальности осуществляются до долей длительности t0. Для заявляемого способа число нониусных каналов Ptн на интервале t0 определяется из выражения Ptн = Nt - 1, где Nt - число долей, на которое разбит интервал t0. При этом, сдвиг по задержке нониусных каналов составит t0/Nt, погрешность измерения задержки στ≤0,5t0/Nt, число всех нониусных каналов Pн = Ptн(P0 - 1), а число каналов P = P0 + Pн.The number of channels P is determined as follows. Based on the requirements for the delay interval, at which the straight line A (see Fig. 7, a) and the reflected B rays must be different, we find the shift in the delay 2t 0 between the orthogonal (excluding threshold level ΔU) reference channels (see Fig. 7, b). From this shift, the elementary pulse duration t 0 and the spectrum width Δf c ≥2 / t 0 are determined. From the required range of the system (the distance between the software 3.m and the software 2.n) r and the found value t 0 we find the necessary number of reference channels P о = 1 + 2r / ct 0 , where c is the speed of light. In practice, usually range measurements are carried out to fractions of duration t 0 . For the proposed method, the number of vernier channels P tn in the interval t 0 is determined from the expression P tn = N t - 1, where N t is the number of fractions into which the interval t 0 is divided. Moreover, the delay shift of the vernier channels will be t 0 / N t , the delay measurement error is σ τ ≤0.5t 0 / N t , the number of all vernier channels is P n = P tn (P 0 - 1), and the number of channels is P = P 0 + P n
Ниже приведена оценка, подтверждающая повышение точности местоопределения и пропускной способности в заявленном техническом решении по сравнению с ближайшим аналогом. The following is an estimate confirming an increase in the accuracy of positioning and throughput in the claimed technical solution compared to the closest analogue.
В ближайшем аналоге использован разностно-дальномерный метод местоопределения. Дисперсия оценки времени задержки сигнала (дальности) σ
где - отношение удвоенной энергии сигнала Eс к спектральной плотности шума N0 на выходе оптимального приемника,
fэк - эквивалентная частота огибающей сигнала.In the closest analogue, the difference-ranging method of positioning is used. The variance of the estimate of the delay time of the signal (range)
Where - the ratio of the doubled energy of the signal E with the spectral density of noise N 0 at the output of the optimal receiver,
f ek - equivalent envelope frequency of the signal.
Если сигналы в каналах разностно-дальномерной системы не коррелированы, а параметр qвых 2 в каналах одинаков, то дисперсия разности задержек σ
При измерениях по двум спектральным составляющим (двум синусоидальным сигналам), разнесенным по частоте, эквивалентная частота fэк= Δfc/2. Здесь Δfc - разнос по частоте или ширина спектра сигнала.If the signals in the channels of the difference-ranging system are not correlated, and the parameter q o 2 in the channels is the same, then the variance of the
When measured by two spectral components (two sinusoidal signals) spaced in frequency, the equivalent frequency f ek = Δf c / 2. Here Δf c is the frequency spacing or the width of the signal spectrum.
Подставив значение fэк в (2), получим:
В ближайшем аналоге среднеквадратическая погрешность измерения взаимных задержек (разности задержек) сигналов σΔτ= 0,1 мкс. при ширине спектра сигналов Δfc= 30 кГц.
Для обеспечения такого значения погрешности σΔτ необходимо иметь в (3) отношение сигнал-шум на выходе оптимального приемника qвых ≥ 148. Учитывая, что Eс = PсTс, а N0= Pш/Δfc, получим:
где - отношение сигнал-шум на входе приемника, Pс - мощность сигнала, Pш - мощность шума, Tс - длительность сигнала.Substituting the value of f eq in (2), we obtain:
In the closest analogue, the standard error of the measurement of mutual delays (delay difference) of signals σ Δτ = 0.1 μs. when the width of the spectrum of the signals Δf c = 30 kHz.
To ensure such an error value σ Δτ, it is necessary to have in (3) the signal-to-noise ratio at the output of the optimal receiver q o ≥ 148. Given that E c = P s T s and N 0 = P w / Δf c , we obtain:
Where is the signal-to-noise ratio at the input of the receiver, P s is the signal power, P w is the noise power, T s is the signal duration.
При Δfc= 30 кГц, Tс = 10 мс и qвых ≥ 148 в соответствии с (4) qвх ≥ 6. Для оценки дальности действия ближайшего аналога при мощности передатчика подвижного объекта Pпо = 2 Вт, излучающего на частоте fс = 150 МГц и имеющего антенну с коэффициентом усиления, равным единице, и стопроцентным коэффициентом полезного действия, воспользуемся квадратичной формулой Введенского для условий города:
где Eс - напряженность поля в точке приема,
Kг - коэффициент, учитывающий дополнительное затухание в условиях города,
Pпо - мощность передатчика ПО 3,
r - расстояние между ПО 3 и ПП 2,
λ - длина волны,
h1, h2 - высота антенн ПО и ПП 2 над уровнем земли.At Δf c = 30 kHz, T s = 10 ms and q out ≥ 148 in accordance with (4) q in ≥ 6. To estimate the range of the closest analogue at a transmitter power of a moving object P with = 2 W emitting at a frequency f s = 150 MHz and having an antenna with a gain equal to unity and a 100% efficiency, we use the Vvedensky quadratic formula for city conditions:
where E with the field strength at the receiving point,
K g - coefficient taking into account the additional attenuation in the conditions of the city,
P on -
r is the distance between
λ is the wavelength
h 1 , h 2 - the height of the antennas software and
При сопротивлении нагрузки Rн = 50 Ом, действующей длине антенны (четвертьволнового вибратора) ld= λ/2π в режиме согласования
или
Для определения дальности при ограничении на параметр qвх найдем мощность шума на входе приемника Pш:
где kT0 = 4•10-21 Вт/Гц,
Kш - коэффициент шума приемника,
TА - шумовая температура приемника в градусах Кельвина,
T0 = 290 K.When the load resistance R n = 50 Ohm, the current length of the antenna (quarter-wave vibrator) l d = λ / 2π in matching mode
or
To determine the range with the restriction on the parameter q I find the noise power at the input of the receiver P W :
where kT 0 = 4 • 10 -21 W / Hz,
K W - noise figure of the receiver,
T And the noise temperature of the receiver in degrees Kelvin,
T 0 = 290 K.
Температура TА для fс = 150 МГц и промышленных районов города составляет 2•104. Тогда, при Kш = 2 из (7) находим Pш = 8,4•10-15 Вт. Так как qвх ≥ 6, то при таком значении Pш мощность сигнала Pс должна составлять не менее 302,4•10-15 Вт. Тогда из (6) при Kг = 0,1, h1 = 2,5 м, h2 = 50 м находим, что расстояние r между ПО 3 и ПП 2 не должно превышать 4,9 км.The temperature T A for f c = 150 MHz and industrial areas of the city is 2 • 10 4 . Then, for K w = 2 from (7) we find P w = 8.4 • 10 -15 W. Since q input ≥ 6, then at this value of P W the signal power P s should be at least 302.4 • 10 -15 watts. Then from (6) for K r = 0.1, h 1 = 2.5 m, h 2 = 50 m we find that the distance r between
Будем полагать, что высота антенны центрального пункта (как и приемного) составляет 50 м и при ретрансляции сигналов ПО 3 существенного изменения отношения сигнал-шум не происходит. Таким образом, для семи приемных пунктов 2 (фиг. 8) площадь рабочей зоны составляет:
S = πr2= π•4,92= 75,4 кв.км
с временем обзора, равным трем переключениям троек приемных пунктов (ретрансляторов сигналов).We assume that the height of the antenna of the central point (as well as the receiving one) is 50 m and no significant change in the signal-to-noise ratio occurs when relaying signals of
S = πr 2 = π • 4.9 2 = 75.4 sq. Km
with a viewing time equal to three switching triples of receiving points (signal repeaters).
В предложенном же способе расстояние r между ПП 2 и ПО 3 может быть увеличено до 9 км. Для примера примем Δfc= 2MГw, а все остальные исходные данные оставим такими же, как у ближайшего аналога.In the proposed method, the distance r between
Из (6) при r = 9 км получим мощность сигнала на входе ПО 3 P'с = 28,6•10-15 Вт, а из (7) находим P'ш = 560•10-15 Вт.From (6) for r = 9 km we obtain the signal power at the input of PO 3 P ' s = 28.6 • 10 -15 W, and from (7) we find P' w = 560 • 10 -15 W.
Сигнал и шум усиливаются в ПО 3 и излучаются. При этом мощность передатчика ППО, равная 2 Вт, распределяется между P'с и P'ш. Мощность, расходуемая на сигнал Pпос = 0,1 Вт, а на шум Pпош = 1,9 Вт. Так как затухание на трассе V = P'с/Pпп = 28,6•10-15/2 = 14,3•10-15, то во столько раз произойдет ослабление как Pпос, так и Pпош. При этом Pс = Pпос•V = 1,4•10-15 Вт, а PШ1 = Pпош•V = 27,2•10-15 Вт. К шуму Pш1 добавляются шумы P'ш приемного пункта ПП 2, так что общий шум Pш = Pш1 + P'ш = 587,2•10-15 Вт, а отношение сигнал/шум qвх = 0,05.The signal and noise are amplified in
При дальномерном способе местоопределения, как предложено в заявленном техническом решении, сигнал проходит двойное расстояние. Поэтому ошибка местоопределения в 0,1 мкс эквивалентна не 30 м как при разностно-дальномерном способе, а 15 м. Поэтому для выравнивания погрешностей в (1) στ должна равняться не 0,1 мкс, а 0,2 мкс.With the ranging method of positioning, as proposed in the claimed technical solution, the signal travels a double distance. Therefore, a 0.1 μs location error is equivalent to not 30 m, as in the differential-ranging method, but 15 m. Therefore, to equalize the errors in (1), σ τ should not be equal to 0.1 μs, but 0.2 μs.
Для предлагаемого сигнала поэтому (1) можно представить в виде:
Из (8) находим, что для обеспечения στ= 0,2 мкс при Δfc= 2 МГц необходимо иметь qвых = 1,4. Однако при таком значении qвых возникают проблемы с обнаружением сигнала. Для качественного обнаружения необходимо иметь qвых = 9...10, что приведет к уменьшению погрешности στ (8).For the proposed signal therefore (1) can be represented as:
From (8) we find that to ensure σ τ = 0.2 μs at Δf c = 2 MHz, it is necessary to have q o = 1.4. However, when such a value of q O arise problems with the detection signal. For high-quality detection, it is necessary to have q o = 9 ... 10, which will lead to a decrease in the error σ τ (8).
Из (4) при qвых = 9...10, Δfc= 2 МГц и Tс = 10 мс находим минимально необходимое значение qвх, которое составляет 0,045...0,05 и согласуется с ранее рассчитанным значением для r = 9 км.From (4) for q o = 9 ... 10, Δf c = 2 MHz and T c = 10 ms, we find the minimum necessary value of q in , which is 0.045 ... 0.05 and is consistent with the previously calculated value for r = 9 km.
Сигнал с такими свойствами может быть реализован на основе M - последовательности с 8191 двоичными символами при длительности элементарного импульса t0 = 1 мкс. При этом измерительные каналы должны быть сдвинуты по задержке на 0,25 мкс. Длительность сигнала при этом составит 8,191 мс.A signal with such properties can be implemented on the basis of an M - sequence with 8191 binary symbols with an elementary pulse duration t 0 = 1 μs. In this case, the measuring channels should be shifted by a delay of 0.25 μs. The signal duration will be 8.191 ms.
Площадь рабочей зоны при этом (фиг. 8) составляет S = πr2 = 254 км.кв., а число переключений для полного обзора равно семи. Для такой рабочей зоны в ближайший аналог необходимо было бы ввести дополнительно шесть приемных пунктов. При этом общее число переключений возрастет с трех до девяти, что на два переключения больше, чем в заявляемом способе.The area of the working area in this case (Fig. 8) is S = πr 2 = 254 km2, and the number of switchings for a full view is seven. For such a working area, an additional six reception centers would have to be entered into the closest analogue. In this case, the total number of switching increases from three to nine, which is two more switching than in the present method.
Принципиальное отличие предложенного способа заключается в возможности установления конкретного состояния подвижного объекта и принятия решения, адекватного этому состоянию (поломка автомобиля - вызов представителя службы ремонта или эвакуатора; дорожно-транспортное происшествие - вызов представителя ГИБДД, а при необходимости, и скорой медицинской помощи; угон автомобиля - обеспечение соответствующих служб необходимой информацией об автомобиле и его перемещении с привязкой к электронной карте города). The principal difference of the proposed method lies in the possibility of establishing the specific condition of the moving object and making a decision adequate to this condition (vehicle breakdown - call the representative of the repair service or tow truck; traffic accident - call the representative of the traffic police, and, if necessary, ambulance; car theft - providing relevant services with the necessary information about the car and its movement with reference to the electronic map of the city).
Предложенный способ обнаружения и идентификации подвижных объектов является достаточно гибким, т.е. имеет возможность изменять порядок обслуживания в экстренных ситуациях в соответствии с приоритетами, определяющимися состояниями подвижных объектов, осуществлять диагностический контроль исправности аппаратуры подвижных объектов и, что немаловажно, информировать владельца подвижного объекта о приеме его сообщения. The proposed method for detecting and identifying moving objects is quite flexible, i.e. it has the ability to change the order of service in emergency situations in accordance with the priorities determined by the conditions of the moving objects, to carry out diagnostic monitoring of the health of the equipment of the moving objects and, importantly, to inform the owner of the moving object of the receipt of his message.
Наиболее успешно заявленный способ обнаружения и идентификации подвижных объектов может быть промышленно применим в радиотехнических системах определения координат источников радиоизлучения, преимущественно для оценки местоположения подвижных милицейских групп, автомобилей служб экстренной помощи, средств транспортировки ценных документов или грузов, а также в системах охранной сигнализации для определения местоположения автомобилей при их угоне. The most successfully claimed method of detecting and identifying moving objects can be industrially applicable in radio engineering systems for determining the coordinates of radio emission sources, mainly for assessing the location of mobile police groups, emergency services vehicles, means of transporting valuable documents or goods, as well as in security alarm systems for determining location cars when they are stolen.
Источники информации:
1. Заявка Франции N 2630565, м.п.к. G 08 B 7/06, опубл. 1988 г.Sources of information:
1. Application of France N 2630565, m.p. G 08
2. Патент Российской Федерации, N 2013785, м.п.к. G 01 S 13/00, опубл. 1994 г. 2. Patent of the Russian Federation, N 2013785, m.p. G 01
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000108564A RU2158004C1 (en) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | Method for detection and identification of mobile objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000108564A RU2158004C1 (en) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | Method for detection and identification of mobile objects |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2158004C1 true RU2158004C1 (en) | 2000-10-20 |
Family
ID=20232914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000108564A RU2158004C1 (en) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | Method for detection and identification of mobile objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2158004C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524923C1 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-10 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method for radiolocation detection of targets and facility for its implementation |
RU2530808C1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-10 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method for determining coordinates of targets, and complex for its implementation |
RU2538105C2 (en) * | 2013-05-14 | 2015-01-10 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method of determining coordinates of targets and system therefor |
RU2688899C2 (en) * | 2016-11-21 | 2019-05-23 | 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 of identifying radar targets |
-
2000
- 2000-04-07 RU RU2000108564A patent/RU2158004C1/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524923C1 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-10 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method for radiolocation detection of targets and facility for its implementation |
RU2530808C1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-10 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method for determining coordinates of targets, and complex for its implementation |
RU2538105C2 (en) * | 2013-05-14 | 2015-01-10 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method of determining coordinates of targets and system therefor |
RU2688899C2 (en) * | 2016-11-21 | 2019-05-23 | 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 of identifying radar targets |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6600774B1 (en) | System and method for communicating with plural remote transmitters | |
EP0133378B1 (en) | Distress radiolocation method and system | |
US3714650A (en) | Vehicle command and control system | |
CA1298903C (en) | Vehicle location system | |
US3986119A (en) | Emergency communication system | |
US5166694A (en) | Vehicle location system having enhanced position location processing | |
AU659869B2 (en) | Communication system and method for determining the location of a transponder unit | |
US3419865A (en) | Mobile emergency unit locating system | |
CA2100723C (en) | Transponder location and tracking system and method | |
US8063744B2 (en) | System and method for providing timing services and DME aided multilateration for ground surveillance | |
RU2371734C2 (en) | Marker of radio frequency identification of object and system and method for detection of coordinates and control of objects | |
WO1996004155A1 (en) | Wireless telephone location system | |
JPH10500771A (en) | Position Determination Method for Use in Analog Cellular Systems | |
WO1995014936A1 (en) | Direction finding and mobile location system for trunked mobile radio systems | |
RU2158004C1 (en) | Method for detection and identification of mobile objects | |
RU2370824C1 (en) | Method of controlling guarded objects | |
JP2002517843A (en) | Communication system and communication method with a plurality of remote transmitters | |
US7245252B2 (en) | Method for determining the distance between two transmitting and receiving stations | |
US4398198A (en) | Pulse-hyperbolic location system using three passive beacon measurements | |
CA2400501C (en) | Chirp slope multiple access | |
JP2002517844A (en) | A system and method for locating a plurality of remote transmitters on earth using communication with the plurality of remote transmitters and / or a time-independent matched filter. | |
JPS5850482A (en) | Radar device | |
RU2013785C1 (en) | Method of establishment of location and of identification of mobile objects and system to realize it | |
WO1995027963A1 (en) | Method and system for obtaining information from a plurality of remote stations | |
JPS63235877A (en) | Position measurement for radiolocation mobile station |