RU2164694C2 - Radio navigation procedure and regional system of its implementation - Google Patents
Radio navigation procedure and regional system of its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2164694C2 RU2164694C2 RU99110290/09A RU99110290A RU2164694C2 RU 2164694 C2 RU2164694 C2 RU 2164694C2 RU 99110290/09 A RU99110290/09 A RU 99110290/09A RU 99110290 A RU99110290 A RU 99110290A RU 2164694 C2 RU2164694 C2 RU 2164694C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stations
- signals
- signal
- station
- radio
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к техническим средствам оперативного определения местоположения транспортных средств и других подвижных объектов путем сопоставления в одной системе координат найденных расстояний до нескольких разнесенных в пространстве радиоизлучающих устройств-маяков с известными координатами и может быть использовано для обеспечения региональной радионавигации. The invention relates to technical means for the rapid determination of the location of vehicles and other moving objects by comparing in one coordinate system the distances found to several radiated beacon devices spaced in space with known coordinates and can be used to provide regional radio navigation.
Известен способ определения местоположения /Корнеев Б.Ю. (пер.) Глобальная система позиционирования (GPS), Москва, АО "Принт", 1994, 76 с./, заключающийся в том, что с помощью излучателей 24 высокоорбитальных спутников создают глобальное радионавигационное поле, с каждого спутника излучают на одной и той же рабочей частоте синхронизованное радиоизлучение, которое кодируют индивидуальными кодами, присущими каждому спутнику. В любой точке Земли в поле зрения пользователя находится не менее семи спутников. В месте приема принимают наиболее интенсивные излучения от четырех спутников, по кодам излучения идентифицируют спутники, по известным текущим координатам спутников определяют собственное местоположение. Система глобальной радионавигации GPS включает сеть из 24 высокоорбитальных спутников, равномерно распределенных в околоземном космическом пространстве. Бортовая аппаратура каждого спутника содержит высокостабильный УКВ-генератор, кодер, модулятор, усилитель мощности, ненаправленный излучатель, блок управления, телеметрии и связи. Аппаратура пользователя включает ненаправленную приемную антенну, радиоприемное устройство, декодер, блок идентификации спутников, таймер-синхронизатор, вычислитель координат. A known method for determining location / Korneev B.Yu. (transl.) Global Positioning System (GPS), Moscow, Print JSC, 1994, 76 pp., which consists in the fact that using emitters of 24 high-orbit satellites they create a global radio navigation field, from each satellite they emit on the same operating frequency synchronized radio emission, which is encoded by individual codes inherent in each satellite. At any point in the world, at least seven satellites are in the user's field of vision. The most intense radiations from four satellites are received at the receiving site, satellites are identified by the radiation codes, and their own location is determined by the known current coordinates of the satellites. The GPS global radio navigation system includes a network of 24 high-orbit satellites uniformly distributed in near-Earth space. The on-board equipment of each satellite contains a highly stable VHF generator, encoder, modulator, power amplifier, omnidirectional emitter, control unit, telemetry and communication. The user equipment includes an omnidirectional receiving antenna, a radio receiver, a decoder, a satellite identification unit, a timer-synchronizer, and a coordinate calculator.
Недостатком при использовании способа и системы GPS является зависимость потребителей от Министерства обороны США, которому принадлежит система GPS и которое может прекратить обслуживание гражданских и иностранных потребителей по своему усмотрению или ввести такие изменения в передачи кодов, когда точное местоопределение станет невозможным. Страна, полностью положившаяся в своих навигационных потребностях на GPS и закупившая необходимо количество приборов пользователя, попадает под вероятность зависимости, политического шантажа и диктата США. The disadvantage when using the GPS method and system is the dependence of consumers on the US Department of Defense, which owns the GPS system and which may terminate the service of civilian and foreign consumers at its discretion or introduce such changes in the transmission of codes when accurate location becomes impossible. A country that relies entirely on GPS for its navigation needs and purchases the necessary number of user devices falls under the likelihood of dependence, political blackmail and US dictatorship.
Известен способ радионавигации /Патент Японии N 60-63074, кл. G 01 S 5/10, 1991/, заключающийся в том, что единое радионавигационное поле создают суперпозицией синхронизованных излучений от региональной сети станций, из которых одна является ведущей. На ведущей станции принимают опорные тактовые сигналы, постоянно излучаемые источником, находящимся вне сферы действия сети, с помощью опорных тактовых сигналов формируют внутренние тактовые сигналы, которые последовательно задерживают на время, включающее время излучения сигнала ведомыми станциями сети. В месте приема, координаты которого необходимо определить, принимают суммарное излучение всей сети станций, по временной последовательности относительно опорного тактового сигнала идентифицируют каждую станцию, по измеренным временным и фазовым задержкам прихода сигналов от каждой станции определяют расстояния до четырех из них с наибольшими уровнями сигналов и по известным координатам каждой станции вычисляют собственные координаты. A known method of radio navigation / Japanese Patent N 60-63074, class. G 01 S 5/10, 1991 /, which consists in the fact that a single radionavigation field is created by a superposition of synchronized emissions from a regional network of stations, one of which is the leading one. At the master station, reference clock signals are received, which are constantly emitted by a source outside the scope of the network, using the reference clock signals, internal clock signals are generated, which are sequentially delayed for a time including the signal emission time by the slave stations of the network. At the receiving location, the coordinates of which must be determined, the total radiation of the entire network of stations is received, each station is identified by the time sequence relative to the reference clock signal, the distances to four of them with the highest signal levels are determined by the measured time and phase delays of the arrival of signals from each station the known coordinates of each station calculate their own coordinates.
Радионавигационная система, осуществляющая известный способ /Патент Японии N 60-63074, кл. G 01 S 5/10, 1991), включает распределенную сеть радиоизлучаемых наземных станций, одна из которых является ведущей. Аппаратурный комплекс ведущей станции включает приемник опорных тактовых сигналов - сигналов точного времени, постоянно излучаемых источником, находящимся вне сферы действия сети, формирователь внутренних тактовых сигналов, высокостабильный задающий генератор, модулятор, усилитель мощности, всенаправленную излучающую антенну. Аппаратурный комплекс остальных ведомых станций включает приемник управляющих тактовых сигналов от ведущей станции, блок задержки тактовых сигналов, высокостабильный задающий генератор, модулятор, усилитель мощности, ненаправленную излучающую антенну. Устройство пользователя включает радиоприемное устройство, фазометр, регистр координат радиоизлучающих станций, вычислитель координат, устройство отображения информации. A radio navigation system implementing the known method / Japanese Patent N 60-63074, class. G 01 S 5/10, 1991), includes a distributed network of radio-emitted ground stations, one of which is the leading one. The equipment of the leading station includes a receiver of the reference clock signals - accurate time signals constantly emitted by a source outside the scope of the network, an internal clock signal generator, a highly stable master oscillator, a modulator, a power amplifier, an omnidirectional radiating antenna. The hardware complex of the remaining slave stations includes a control clock signal receiver from the master station, a clock delay unit, a highly stable master oscillator, a modulator, a power amplifier, and an omnidirectional radiating antenna. A user device includes a radio receiver, a phase meter, a register of coordinates of radio emitting stations, a coordinate calculator, and an information display device.
Недостатками известных способов радионавигации и радионавигационной системы являются низкая помехозащищенность, использование больших мощностей излучения для создания регионального радионавигационного поля и связанный с этим высокий уровень помехи в радиоэфире. Кроме того, радионавигационная система OMEGA, работавшая в СДВ-диапазоне и осуществлявшая известный способ, прекратила свое функционирование с 01.10.97 /Никитин А.А., Худяков Г.И. Современное состояние радионавигационной системы "дифференциальная Омега", Зарубежная радиоэлектроника, М., "Радио и связь", 83, 1982, с.54-68/. The disadvantages of the known methods of radio navigation and radionavigation system are low noise immunity, the use of large radiation powers to create a regional radio navigation field and the associated high level of interference in the air. In addition, the OMEGA radio navigation system, operating in the SDV range and implementing the known method, ceased to function from 01.10.97 / Nikitin A.A., Khudyakov G.I. The Current State of the Differential Omega Radio Navigation System, Foreign Radio Electronics, M., Radio and Communication, 83, 1982, p. 54-68 /.
Известен способ радионавигации, реализованный в региональной радионавигационной системе "Лоран-С" /Европейский патент N 0315377, кл. G 01 S 1/24, 1989/, заключающийся в том, что региональное радионавигационное поле, покрывающее все пространство региона, создают с помощью сети n радиоизлучающих станций. Излучение каждой из n станций кодируют индивидуальными кодами, что позволяет в месте приема идентифицировать каждую станцию. Несущие частоты, моменты времени и периодичность посылок кодированных излучений синхронизируют идентичными высокостабильными стандартами частоты на каждой излучающей станции. В месте приема принимают ненаправленные кодированные излучения от всех станций, по кодам идентифицируют станции, измеряют временные изменения параметра (фазы) каждого излучения, по временным сдвигам моментов совпадения параметров (разности фаз) определяют время распространения сигналов от четырех станций с наибольшими уровнями сигнала, вычисляют расстояния от этих станций до места приема и по известным координатам станций вычисляют координаты места приема. A known method of radio navigation, implemented in the regional radio navigation system "Laurent-S" / European patent N 0315377, class. G 01
Известна региональная радионавигационная система "Лоран-С" /Европейский патент N 0315377, кл. G 01 S 1/24, 1989/, состоящая из распределенной по региону сети n наземных радиоизлучающих станций, в состав каждой из них входят последовательно соединенные стандарт частоты (стабильность 10-12), кодер, импульсный фазовый модулятор, усилитель мощности, ненаправленная излучающая антенна. В состав станции входит также синхронизующий работу блоков станции генератор тактовых импульсов. Система включает множество приборов пользователя, устанавливаемых на транспортных средствах и прочих передвижных объектах, состоящих из последовательно соединенных приемной антенны, радиоприемного устройства, декодера, фазометра, измерителя временных задержек прихода сигналов, вычислителя координат и индикатора местоположения. Кроме того, в состав прибора входят постоянное запоминающее устройство - регистр координат радиоизлучающих станций, 3n выходов которого соединены со вторыми входами вычислителя координат, а также таймер-синхронизатор, соединенный с синхровходами всех остальных блоков прибора.Known regional radio navigation system "Laurent-S" / European patent N 0315377, class. G 01
Недостатками известной радионавигационной системы являются низкая помехозащищенность, необходимость использования больших мощностей излучения для создания регионального радионавигационного поля и связанный с этим высокий уровень помехи в радиоэфире. К 2000 году длинноволновая система Лоран-С также прекратит работу /Френк Р.Л. Современные разработки по системе LORAN-C. ТИИЭР, 1983, т. 71, N 10, с. 8-22/. The disadvantages of the known radio navigation system are low noise immunity, the need to use large radiation powers to create a regional radio navigation field and the associated high level of interference in the air. By 2000, the long-wave system Laurent-S will also cease to work / Frank R.L. Modern developments on the LORAN-C system. TIIER, 1983, v. 71,
Известен способ радионавигации, наиболее близкий к предлагаемому по технической сущности /Предпатент РК N 5615, кл. G 01 S 5/02, 1997/, заключающийся в том, что региональное радионавигационное поле создают синхронизованным радиоизлучением сети n радиоизлучающих станций, излучение каждой станции кодируют индивидуальным кодом, что позволяет в месте приема идентифицировать каждую станцию, несущие частоты, моменты времени и периодичность посылок - циклов кодированных сигналов синхронизуют высокостабильным стандартом частоты. В месте приема принимают ненаправленные кодированные излучения от всех станций, по кодам, хранящимся в памяти вычислителей приемно-измерительных устройств, идентифицируют станции, принятые n кодированных сигналов накапливают в течение m циклов посылок сигналов от каждой станции, увеличивая отношение сигнал/помеха в m2 раз, предотвращая сбои в работе, измеряют функции взаимной корреляции между огибающими накопленных сигналов и хранящимися в памяти эталонами кодов, измеряют моменты времени максимальной корреляции и временные задержки прихода каждого n-го сигнала, определяют времена распространения сигналов от четырех станций с наибольшими уровнями сигналов, вычисляют расстояния до этих станций и по известным координатам станций вычисляют координаты места приема.A known method of radio navigation, closest to the proposed technical essence / Prepatent RK N 5615, class. G 01 S 5/02, 1997 /, which consists in the fact that the regional radio navigation field is created by synchronized radio emission from a network of n radio-emitting stations, the radiation from each station is encoded with an individual code, which allows each station to be identified, carrier frequencies, time points and frequency of parcels - cycles of encoded signals are synchronized by a highly stable frequency standard. Omnidirectional coded emissions from all stations are received at the receiving site, the codes are identified by the computers stored in the computers of the receiving and measuring devices, the received n coded signals are accumulated during m signal transmission cycles from each station, increasing the signal-to-noise ratio by a factor of 2 , preventing malfunctions, measure the functions of cross-correlation between the envelopes of the accumulated signals and the stored code standards, measure the moments of time of maximum correlation and time delays ihoda each n-th signal determined propagation times of signals from four stations with the highest signal levels is calculated distances to these stations and from the known coordinates of stations receiving location coordinates calculated.
Известна региональная система радионавигации, наиболее близкая к предлагаемой по технической сущности /Предпатент РК N 5817, кл. G 01 S 5/02, 1997/, состоящая из n наземных радиопередающих станций, излучение которых синхронизовано стандартом частоты стабильностью 10-12, каждая станция содержит блок несущей частоты, кодер, модулятор, усилитель мощности, ненаправленную излучающую антенну и блок тактовых синхронизующих импульсов, выход которого соединен со всеми синхровходами блоков станции. В систему входят также приборы пользователя, устанавливаемые в месте приема, требующем определения координат, включающие последовательно соединенные приемную антенну, радиоприемное устройство (РПУ), декодер, измеритель временных задержек прихода сигналов, вычислитель координат и индикатор местоположения. В состав приборов пользователей входят также регистр координат радиоизлучающих станций, 3n выходов которого соединены со вторыми входами вычислителя, и таймер-синхронизатор, соединенный с синхровходами всех остальных блоков. При этом в n-1 радиоизлучающих ведомых станциях вместо стандарта частоты использованы блоки несущей частоты, каждый из которых содержит радиоприемное устройство сигналов ведущей станции и формирователь несущей частоты, блок тактовых синхронизующих импульсов представляет собой формирователь тактовых импульсов из сигналов ведущей станции, а декодер прибора пользователя включает аналого-цифровой преобразователь (АЦП), накопитель сигналов, устройство сравнения - коррелятор, регистр временных констант - времен распространения радиосигналов между каждой парой станции. Выход РПУ соединен с входом АЦП, выход которого соединен со входом накопителя, n выходов накопителя соединены с n первыми входами коррелятора, вторые n входов которого соединены с регистром эталонов кодов станций, n выходов коррелятора соединены с первыми входами измерителя временных задержек, вторые входы которого соединены с n выходами регистра временных констант.A regional radio navigation system is known that is closest to the one proposed in technical essence / Prepatent of the Republic of Kazakhstan N 5817, cl. G 01 S 5/02, 1997 /, consisting of n terrestrial radio transmitting stations whose radiation is synchronized with a frequency standard of stability 10-12 , each station contains a carrier frequency block, an encoder, a modulator, a power amplifier, an omnidirectional radiating antenna and a block of clock synchronization pulses, the output of which is connected to all sync inputs of the station blocks. The system also includes user devices that are installed at a receiving location that requires coordinates, including a series-connected receiving antenna, a radio receiving device (RPU), a decoder, a time meter for signal arrival delays, a coordinate calculator, and a location indicator. The user devices also include a register of coordinates of radio emitting stations, 3n outputs of which are connected to the second inputs of the computer, and a timer-synchronizer connected to the sync inputs of all other blocks. At the same time, in n-1 radio-emitting slave stations, instead of the frequency standard, carrier frequency blocks are used, each of which contains a radio receiver of the master station signals and a carrier frequency shaper, the clock synchronization block is a clock shaper from the master station signals, and the user device decoder includes analog-to-digital converter (ADC), signal storage device, comparison device - correlator, register of time constants - propagation times of a radio signal fishing between each pair of stations. The RPU output is connected to the ADC input, the output of which is connected to the drive input, n drive outputs are connected to the n first inputs of the correlator, the second n inputs of which are connected to the register of standards of station codes, n outputs of the correlator are connected to the first inputs of the time delay meter, the second inputs of which are connected with n outputs of the register of time constants.
Недостатком известных способа и системы радионавигации является то, что для удовлетворения основного требования их функционирования - синхронности и временной стабильности работы всех генераторов таковых синхронизующих импульсов необходимо установления высокостабильного (10-12) стандарта частоты, весьма дорогостоящего прибора, на ведущей излучающей станции и периодической коррекции с помощью транспортируемого эталона, а также незащищенность системы синхронизации от посторонних узкополосных помех.A disadvantage of the known method and system of radio navigation is that in order to satisfy the basic requirement of their functioning - synchronism and temporary stability of operation of all generators of such synchronizing pulses, it is necessary to establish a highly stable (10 -12 ) frequency standard, a very expensive device, at the leading radiating station and periodic correction with using the transported standard, as well as the insecurity of the synchronization system from extraneous narrow-band interference.
Задача изобретения - разработать способ и длинноволновую систему радионавигации, исключающие сбои синхронизации, необходимость высокостабильных стандартов частоты и периодической коррекции тактовых синхроимпульсов. The objective of the invention is to develop a method and a long-wave radio navigation system, eliminating synchronization failures, the need for highly stable frequency standards and periodic correction of clock pulses.
Технический результат, получаемый в результате осуществления изобретения, - упрощение обслуживания системы, удешевление комплекса технических средств системы радионавигации и сокращение эксплуатационных расходов, а также повышение помехозащищенности системы. The technical result obtained as a result of the invention is to simplify the maintenance of the system, reduce the cost of the complex of technical means of the radio navigation system and reduce operating costs, as well as increase the noise immunity of the system.
Требуемый технический результат достигается тем, что так же, как в известном способе радионавигации, в предлагаемом способе региональное радионавигационное поле создают синхронизованным импульсным радиоизлучением сети n радиоизлучающих станций, излучение каждой станции кодируют для идентификации ее в месте приема, синхронизуют очередность момента времени и периодичность посылок импульсов радиоизлучения, в месте приема координаты которого необходимо определить, принимают кодированные излучения от всех станций, по кодам идентифицируют станции, принятые сигналы накапливают в течение m циклов посылок сигналов от каждой станции, увеличивая отношение сигнал/помеха в m раз, предотвращая сбои в работе, измеряют временные задержки прихода каждого n-го импульсного сигнала, определяют времена распространения сигналов от четырех станций с наибольшими уровнями сигналов, вычисляют расстояния до этих станций и по известным координатам станций вычисляют координаты места приема. The required technical result is achieved by the fact that, as in the known method of radio navigation, in the proposed method, a regional radio navigation field is created by synchronized pulsed radio emission from a network of n radio emitting stations, the radiation of each station is encoded to identify it at the receiving place, the sequence of time and frequency of the pulses are synchronized radio emissions, at the receiving location the coordinates of which must be determined, receive coded emissions from all stations, by identifying codes the comfort of the station, the received signals accumulate during m cycles of sending signals from each station, increasing the signal-to-noise ratio m times, preventing malfunctions, measure the time delays of arrival of each n-th pulse signal, determine the propagation times of signals from four stations with the largest levels of signals, calculate the distances to these stations and the coordinates of the receiving location are calculated from the known coordinates of the stations.
Однако, в отличие от известного способа, в предлагаемом способе радионавигации региональное радионавигационное поле создают синхронизованным излучением линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов, на каждой станции принимают эти ЛЧМ-сигналы, измеряют временные задержки каждой частоты принятых от остальных станций ЛЧМ-сигналов относительно ЛЧМ-эталона, хранящегося на каждой станции и используемого для модуляции собственного излучения, с учетом измеренных временных задержек и известных времен распространения сигнала от остальных n-1 станций корректируют синхронизацию каждой станции. However, in contrast to the known method, in the proposed radio navigation method, a regional radio navigation field is created by synchronized radiation of linear frequency-modulated (LFM) signals, these LFM signals are received at each station, time delays of each frequency received from other stations of the LFM signals are measured relative to The LFM standard stored at each station and used to modulate its own radiation, taking into account the measured time delays and known propagation times of the signal from the rest n-1 stations adjust the timing of each station.
Требуемый технический результат достигается тем, что так же, как известная региональная система радионавигации, предлагаемая система включает n наземных синхронизованных радиоизлучающих станций, каждая станция содержит задающий генератор, кодер, блок тактовых синхронизующих импульсов, модулятор, усилитель мощности, излучающую антенну, приемную антенну и РПУ сигналов излучающих станций, а также множество приборов пользователя, включающих приемную антенну, радиоприемное устройство, демодулятор, декодер, измеритель временных задержек приходов сигналов, регистр координат радиоизлучающих станций, таймер-синхронизатор, вычислитель координат и индикатор местоположения, при этом декодер включает накопитель сигналов, устройство сравнения, регистр эталонов кода, регистр временных констант (РВК) - времен распространения радиосигналов между каждой парой станций. The required technical result is achieved by the fact that, just as the well-known regional radio navigation system, the proposed system includes n ground synchronized radio-emitting stations, each station contains a master oscillator, encoder, clock synchronization pulse unit, modulator, power amplifier, radiating antenna, receiving antenna and RPU signals of radiating stations, as well as many user devices, including a receiving antenna, a radio receiver, a demodulator, a decoder, a time delay meter rihodov signals radioemitting coordinate register stations, timer-synchronizer, and a coordinate calculator location indicator, wherein the decoder comprises a signal storage device, comparison device, a register code standards, the register time constants (RVC) - propagation times of radio signals between each pair of stations.
Однако, в отличие от известной системы, в предлагаемой региональной системе радионавигации в каждой станции модулятор выполнен как ЛЧМ-модулятор, а в состав станции дополнительно введены регистр ЛЧМ-эталона, регистр временных констант, устройство сравнения ЛЧМ-сигнала и ЛЧМ-эталона, измеритель временных задержек и формирователь сигнала коррекции синхронизации, а в приборе пользователя демодулятор выполнен как ЛЧМ-демодулятор. However, unlike the known system, in the proposed regional radio navigation system in each station, the modulator is designed as an LFM modulator, and the register of the LFM standard, a register of time constants, a device for comparing the LFM signal and LFM standard, and a time meter delays and the driver of the synchronization correction signal, and in the user device, the demodulator is designed as a chirp demodulator.
Требуемый технический результат достигается тем, что предложенный прием коррекции синхронизации работы каждой станции, при последовательном их излучении, использующий для формирования сигнала коррекции временные задержки прихода ЛЧМ-сигналов от всех остальных станций, обеспечивает жесткую временную привязку работы станций относительно друг друга - основное необходимое условие точного определения местоположения. The required technical result is achieved by the fact that the proposed correction method for synchronizing the operation of each station, with their sequential radiation, using time delays of arrival of the LFM signals from all other stations to generate the correction signal, provides a rigid time reference of the stations relative to each other - the main necessary condition for accurate location determination.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1-3, где на фиг. 1 приведена схема размещения излучающих станций, на фиг. 2 - функциональная схема излучающей станции, на фиг. 3 - функциональная схема прибора пользователя. The invention is illustrated in FIG. 1-3, where in FIG. 1 shows the layout of the emitting stations, in FIG. 2 is a functional diagram of a radiating station; FIG. 3 is a functional diagram of a user device.
Каждая радиоизлучающая станция из n станций сети радионавигационной системы включает задающий генератор (ЗГ) 1, кодер (К) 2, вырабатывающий очередность, момент и интервал излучения сигнала каждой станцией, линейно-частотный модулятор (ЛЧМ) 3, усилитель мощности (УМ) 4, блок тактовых синхроимпульсов (БТСМ) 5, радиоизлучающую антенну, радиоприемную антенну, радиоприемное устройство (РПУ) 6, устройство сравнения (УС) 7, регистр ЛЧМ-эталона (РЛЧМ-Э) 8, измеритель временных задержек (ИВЗ) 9, формирователь сигнала коррекции синхронизации (ФСКС) 10, регистр временных констант - времен распространения сигнала от каждой станции (РВК) 11. Each radio-emitting station from n stations of the radio navigation system network includes a master oscillator (MZ) 1, an encoder (K) 2 that generates the sequence, moment and interval of the signal emission from each station, linear frequency modulator (LFM) 3, power amplifier (AM) 4, clock synchronization unit (BTSM) 5, a radiating antenna, a radio receiving antenna, a radio receiving device (RPU) 6, a comparison device (US) 7, a register of the LFM standard (RLCHM-E) 8, a time delay meter (IVS) 9, a correction signal conditioner Synchronization (FSKS) 10, register in constant constants - propagation times of a signal from each station (RVC) 11.
Прибор пользователя (фиг. 3) включает последовательно соединенные приемную антенну, радиоприемное устройство (РПУ) 12, накопитель сигналов (НС) 13, устройство сравнения (УС) 14, измеритель временных задержек (ИВЗ) 15 прихода сигналов, вычислитель координат (ВК) 16, индикатор местоположения (ИМП) 17, регистр ЛЧМ-эталона (РЛЧМ-Э) 18, регистр временных констант (РВК) 19, регистр координат излучающих станций (РК) 20. Блоки синхронизованы таймером-синхронизатором (Т-С) 21. При этом 3n выходов регистра координат 20 соединены со вторыми входами вычислителя 16, n выходов накопителя 13 соединены с n первыми входами устройства сравнения 14, вторые n входов которого соединены с регистром ЛЧМ-эталона 18, n выходов устройства сравнения соединены с первыми входами измерителя задержек 15, вторые входы которого соединены с n выходами регистра временных констант 19. The user device (Fig. 3) includes a series-connected receiving antenna, a radio receiving device (RPU) 12, a signal storage device (NS) 13, a comparison device (US) 14, a time delay meter (IVS) 15 signal arrival, a coordinate calculator (VK) 16 , location indicator (IMP) 17, the register of the chirp standard (RLCHM-E) 18, the register of time constants (RVK) 19, the register of coordinates of the emitting stations (RC) 20. The blocks are synchronized by a timer-synchronizer (TC) 21. In this case 3n outputs of the
Способ радионавигации и функционирование радионавигационной системы осуществляют следующим образом. The method of radio navigation and the operation of the radio navigation system is as follows.
С выходов задающего генератора 1 сигналы (несущая частота 80 кГц) подают на вход блока тактовых синхроимпульсов 5, представляющий собой делитель частоты 1: 1000 и формирователь тактовых импульсов, а также на вход модулятора ЛЧМ 3 как несущую частоту. Тактовые импульсы частотой 80 Гц подают на вход кодера 2, вырабатывающего низкочастотный сигнал-код, индивидуальный для каждой станции и определяющий очередность, момент и длительность излучения. С управляющего выхода кодера 2 сигнал-код подают на управляемый вход усилителя мощности 4. С выхода модулятора 3 ЛЧМ-сигнал, синхронизованный тактовым синхроимпульсом, подают на сигнальный вход усилителя мощности 4, который усиливает и пропускает его в течение интервала времени, равного длительности сигнала-кода. С выхода усилителя 4 сигналы подают на радиоизлучающую антенну и излучают в пространство. From the outputs of the
Одновременно ЛЧМ-модулированные закодированные высокочастотные сигналы каждой станции поступают на приемные антенны остальных п-1 станций и РПУ 6. С низкочастотных выходов РПУ сигналы подают на один из сигнальных входов УС 7, на второй сигнальный вход которого подают ЛЧМ-эталон из регистра 8. В устройстве сравнения 7 получают сигналы, равные разности времен прихода каждой частотной составляющей ЛЧМ-сигнала относительно эталона, эти сигналы поступают в измеритель временной задержки 9, в котором находят средние задержки приходов сигналов от каждой станции. Эти задержки подают на n-1 входов формирователя сигналов коррекции синхронизации 10, на вторые n-1 входов которого подают временные константы из регистра РВК 11, с выхода формирователя 10 обобщенный сигнал коррекции подают на управляемый вход блока тактовых синхроимпульсов 5, осуществляя тем самым частотную временную привязку начала излучения каждой станции в сети станций. At the same time, the LFM-modulated encoded high-frequency signals of each station are fed to the receiving antennas of the remaining n-1 stations and RPU 6. From the low-frequency outputs of the RPU, the signals are fed to one of the signal inputs of the DC 7, the second signal input of which serves the LFM standard from
Таким образом, создают единое радионавигационное поле, представляющее собой совокупность последовательных импульсов излучения всех станций и исключающее их суперпозицию на всем пространстве региона. Thus, they create a single radio navigation field, which is a set of successive radiation pulses of all stations and excluding their superposition throughout the region.
Последовательность ЛЧМ-сигналов от всех станций принимают на антенну и РПУ 12 прибора пользователя, с выхода которого сигнал подают в накопитель 13, где последовательность сигналов распределяют по n ячейкам, соответствующим n станциям. С n выходов накопителя 13 сигналы, накопленные в течение m циклов, что повышает отношение сигнал/шум в m2 раз, подают на первые входы устройства сравнения 14, на вторые входы которого подают из регистра ЛЧМ-эталона 18 ЛЧМ-эталон. В устройстве 14 определяют времена задержек tn принятых сигналов относительно эталона. С выходов устройства сравнения 14 сигналы, соответствующие измеренным временам прихода, подают на первые входы измерителя временных задержек 15, на вторые входы которого из регистра временных констант 19 подают сигналы, соответствующие временам распространения сигналов между каждыми парами станций. С выходов ИВЗ 15 сигналы, соответствующие временам распространения сигналов от каждой станции до места приема, подают на первые входы вычислителя координат 17, на вторые 3n входов которого подают сигналы, соответствующие координатам n радиоизлучающих станций, из регистра координат 20. С помощью таймера-синхронизатора 21 синхронизуют работу всех блоков прибора. С выходов вычислителя 16 сигналы, соответствующие координатам места приема, подают на индикатор местоположения 17, где они отображаются как в цифровом виде, так и в виде яркостной отметки на электронной карте.The sequence of chirp signals from all stations is received at the antenna and
Работоспособность системы была подтверждена с помощью аппаратурно-программного моделирования, позволившего имитировать региональную радионавигационную систему, например, для Казахстана, см. фиг.1, территорию которого можно охватить оптимальной сетью из семи станций. Приемно-излучающая часть станций-маяков и прибор пользователя были выполнены в виде макета из типовых радиоэлектронных приборов и компьютера IBM PC-486. The operability of the system was confirmed using hardware-software modeling, which allowed to simulate a regional radio navigation system, for example, for Kazakhstan, see figure 1, the territory of which can be covered by an optimal network of seven stations. The receiving and emitting part of the beacon stations and the user device were made in the form of a model of typical electronic devices and an IBM PC-486 computer.
Использование приема линейно-частотного модулирования и формирования сигнала коррекции из временных сдвигов каждой частотной составляющей сигнала позволило жестко синхронизовать работу всей сети станций и повысило устойчивость системы к узкополосным помехам. The use of linear frequency modulation reception and the formation of a correction signal from time shifts of each frequency component of the signal made it possible to tightly synchronize the operation of the entire network of stations and increased the system's resistance to narrowband interference.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KZ990084.1 | 1999-01-25 | ||
KZ990084 | 1999-01-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99110290A RU99110290A (en) | 2001-03-10 |
RU2164694C2 true RU2164694C2 (en) | 2001-03-27 |
Family
ID=19720800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99110290/09A RU2164694C2 (en) | 1999-01-25 | 1999-05-19 | Radio navigation procedure and regional system of its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2164694C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469890C2 (en) * | 2010-10-15 | 2012-12-20 | Александр Андреевич Меньтюков | Method for traffic safety ensuring |
RU2582595C1 (en) * | 2015-04-06 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Precision navigation system for mobile objects using glonass ground infrastructure data |
-
1999
- 1999-05-19 RU RU99110290/09A patent/RU2164694C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469890C2 (en) * | 2010-10-15 | 2012-12-20 | Александр Андреевич Меньтюков | Method for traffic safety ensuring |
RU2582595C1 (en) * | 2015-04-06 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Precision navigation system for mobile objects using glonass ground infrastructure data |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1082621B1 (en) | System and method for distance measurement by inphase and quadrature signals in a radio system | |
US7023382B1 (en) | Positioning signal transmission apparatus | |
CN101855566B (en) | System and method for determining position over a network | |
US4665404A (en) | High frequency spread spectrum positioning system and method therefor | |
CA2223537C (en) | Enhanced position calculation | |
US5650785A (en) | Low power GPS receiver | |
CA1115393A (en) | Position surveillance using one active ranging satellite and time of arrival of a signal from an independent satellite | |
US6430416B1 (en) | Hybrid radio location system using a combination of satellite pseudoranges and radio pseudoranges | |
CA2372843C (en) | Improvements in or relating to object location | |
US7656349B2 (en) | Enhancement of GNSS position determination in poor signal propagation environments | |
US4472720A (en) | Area navigational system using geosynchronous satellites | |
JP2002031675A (en) | Radio communication base station, radio position finding system, transmission timing-measuring apparatus and position finding center apparatus | |
JPH083522B2 (en) | Navigation method using satellite | |
JP2003121538A (en) | Method for sharing radio frequency in time-multiplex modulation | |
US3900873A (en) | Installation for measurement by radio-electric transmission of a distance between two stations | |
CA2009344C (en) | System for accurately monitoring aircraft position during training exercises | |
CN111405658B (en) | Indoor positioning method based on fusion of sound wave positioning and Bluetooth ranging | |
WO2006019779A2 (en) | Method and apparatus for determining time | |
US3566404A (en) | Vehicle collision avoidance system | |
RU2164694C2 (en) | Radio navigation procedure and regional system of its implementation | |
US3378837A (en) | Precision tracking system | |
RU2115937C1 (en) | Method of radio navigation measurement in pulse-position radio navigation system | |
RU2662642C1 (en) | Method of time scale synchronization | |
RU2267797C2 (en) | Method of determination of flying vehicle coordinates and device on base of this method | |
RU2282881C1 (en) | Method for measuring absolute transmission time of short radio waves in ionosphere by means of radio signals with linear-frequency modulation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050520 |