RU2171999C2 - Method for determination of motion parameters of object of detection and ranging and device for its realization - Google Patents

Method for determination of motion parameters of object of detection and ranging and device for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2171999C2
RU2171999C2 RU99108319A RU99108319A RU2171999C2 RU 2171999 C2 RU2171999 C2 RU 2171999C2 RU 99108319 A RU99108319 A RU 99108319A RU 99108319 A RU99108319 A RU 99108319A RU 2171999 C2 RU2171999 C2 RU 2171999C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulses
burst
location
relative
motion
Prior art date
Application number
RU99108319A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99108319A (en
Inventor
Ю.Г. Жуковский
К.А. Зайцева
А.И. Кривченко
В.И. Королев
Original Assignee
Жуковский Юрий Георгиевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Жуковский Юрий Георгиевич filed Critical Жуковский Юрий Георгиевич
Priority to RU99108319A priority Critical patent/RU2171999C2/en
Publication of RU99108319A publication Critical patent/RU99108319A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2171999C2 publication Critical patent/RU2171999C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: detection and ranging of objects and navigation, in particular, by the method of determination of coordinates and motion parameters of the object of detection and ranging. SUBSTANCE: the method consists in radiation of a pulse burst with a preset period by an active monitoring point, reception of the burst pulses reflected from the object of detection and ranging, determination of the distance to the object of detection and ranging according to the measured time lag of the echo signal at its reception relative to the moment of the beginning of burst radiation, and determination of the object radial velocity. At reception of pulse bursts reflected from the object additionally measured is the value of the difference of time lags of two adjacent burst pulses, and the change of the distance to the object is calculated between the moments of contacts of the first pair of the adjacent pulses with the object, the radial velocity of the object in the given section of motion is determined according to these values, then the radial velocity of object motion between the moments of its contact with the last pulse of the first pair of the adjacent pulses and the first pulse of the subsequent pair of the adjacent pulses is determined in the same way, the radial acceleration of object motion is determined according to the difference of the measured radial velocities, after that the allowable parameters of relative motion of the active monitoring point and the object of detection and ranging are estimated, and command signals for changing the number of pulses in the radiated burst are formed. Besides, at estimation of the determined values of distance, velocity and acceleration as undesirable parameters of relative motion of the active monitoring point and the object of detection and ranging command signals are additionally formed for changing the duration and period of the radiated burst, or command signals are formed for control of motion of the object of detection and ranging or the active monitoring point. The device for realization of the method has series-connected master oscillator 1 of pulse bursts, transmitter 3 and radiating antenna 4, series-connected receiving antenna 5, receiver 6, unit 7 for processing of echo signals with a meter of time intervals, and computer 8 for computation of the distance to the object of detection and ranging and its radial velocity, antenna control unit 9 with drive 10 connected to one of the outputs of echo signal processing unit 7 and oscillator 1. Master oscillator 1 of pulse bursts is provided with unit 2 for changing the relative pulse burst duration, and computer 8 is provided with velocity (11) and acceleration (12) indicators, and with control computer unit 13 for estimation of the allowable parameters of relative motion of the object of detection and ranging and the active monitoring point connected to unit 2 for changing the relative pulse burst duration, and antenna control unit 9. Besides, control computer unit 13 for estimation of the allowable parameters of relative motion is provided with additional outputs for connection to unit 2 for changing the relative pulse burst duration and unit 14 for control of relative motion of the object of detection and ranging and the active monitoring point located on a vehicle. EFFECT: enhanced accuracy of determination of the object motion parameters, as well as expanded functional abilities. 4 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области локации и навигации, а именно к импульсным методам определения координат и параметров движения объекта локации, и может быть использовано в локационных системах для определения радиальной скорости и ускорения относительного движения объекта, например, с целью предупреждения столкновений объекта локации и активного контрольного пункта. The present invention relates to the field of location and navigation, in particular to pulsed methods for determining the coordinates and motion parameters of a location object, and can be used in location systems to determine the radial speed and accelerate the relative movement of an object, for example, to prevent collisions of a location object and an active control item.

Известен импульсный способ определения дальности до объекта локации, основанный на измерении времени запаздывания эхо-сигнала относительно момента излучения зондирующего импульса активным контрольным пунктом и определении величины расстояния до объекта (дистанция до цели) по формуле:

Figure 00000002

где r - дальность до объекта локации;
с - скорость распространения импульса в среде;
t3 - время запаздывания эхо-сигнала относительно момента излучения зондирующего импульса, [1].A known pulse method for determining the distance to the location object, based on measuring the delay time of the echo signal relative to the moment of emission of the probe pulse by the active control point and determining the distance to the object (distance to the target) by the formula:
Figure 00000002

where r is the distance to the location object;
c is the propagation velocity of the pulse in the medium;
t 3 is the delay time of the echo signal relative to the moment of radiation of the probe pulse, [1].

Однако, такой способ обеспечивает определение только дальности до объекта локации и не дает возможности определить другие параметры движения объекта, а именно: радиальную скорость объекта и его ускорение, что существенно сужает функциональные возможности способа. However, this method only determines the distance to the location object and does not make it possible to determine other parameters of the object’s movement, namely: the radial speed of the object and its acceleration, which significantly reduces the functionality of the method.

Известен также импульсный способ измерения радиальной скорости объекта локации в системах со сверхсканированием, включающий излучение пачки импульсов с заданным периодом, прием отраженных импульсов, измерение промежутков времени между началом сканирования луча антенны на прием и окончанием действия i-го принятого отраженного импульса пачки и формирование сигнала, пропорционального величине радиальной скорости объекта в соответствии с заданным выражением [2]. There is also known a pulsed method for measuring the radial velocity of a location object in systems with superscanning, including emitting a burst of pulses with a given period, receiving reflected pulses, measuring the time intervals between the beginning of scanning an antenna beam for reception and the end of the action of the i-th received reflected burst pulse and generating a signal, proportional to the radial velocity of the object in accordance with a given expression [2].

Данный импульсный способ обеспечивает определение радиальной скорости движения объекта при сверхбыстром сканировании с учетом ее тангенциальной составляющей. This pulsed method provides the determination of the radial velocity of an object during ultrafast scanning, taking into account its tangential component.

Однако, вследствие зависимости интенсивности регистрируемых отраженных сигналов от угла поворота антенны данный способ обусловливает усложненный алгоритм вычисления радиальной скорости, а при движении объекта по одной прямой с измерителем такой способ требует формирования другого пропорционального радиальной скорости сигнала и другого алгоритма ее определения, что приводит к усложнению определения последней и сужению функциональных возможностей способа. However, due to the dependence of the intensity of the recorded reflected signals on the angle of rotation of the antenna, this method causes a complicated algorithm for calculating the radial velocity, and when the object moves in a straight line with the meter, this method requires the formation of another proportional radial velocity of the signal and another algorithm for its determination, which complicates the determination last and narrowing the functionality of the method.

Известен выбранный в качестве прототипа заявленного способа определения параметров движения объекта локации способ измерения радиальной скорости объекта, включающий излучение активным контрольным пунктом пачки импульсов с заданным периодом T0, прием отраженных от объекта импульсов пачки с периодом Tv, определение расстояния до объекта локации по времени запаздывания эхо-сигнала относительно момента начала излучения пачки импульсов и определение радиальной скорости путем формирования сигнала, пропорционального величине радиальной скорости объекта в соответствии с выражением:

Figure 00000003

где vр - радиальная скорость объекта;
c - скорость распространения импульса в среде;
T0 - период излучения пачки импульсов;
Tv - период прихода пачки отраженных импульсов [3].Known as a prototype of the claimed method for determining the motion parameters of a location object is known a method for measuring the radial speed of an object, which includes emitting an active control point of a burst of pulses with a given period T 0 , receiving burst pulses reflected from the object with a period T v , determining the distance to the location object from the time delay echo signal relative to the moment of the start of emission of the pulse train and determining the radial velocity by generating a signal proportional to the value of the radial th speed of the object in accordance with the expression:
Figure 00000003

where v p is the radial velocity of the object;
c is the pulse propagation velocity in the medium;
T 0 is the period of emission of the pulse train;
T v - period of arrival of a packet of reflected pulses [3].

Недостатком известного способа прототипа является низкая точность определения параметров движения объекта локации: расстояния и скорости, обусловленная приблизительным алгоритмом их определения по указанной формуле, а также невозможность определения данным способом радиального ускорения движения объекта, приводящая к сужению функциональных возможностей способа. The disadvantage of the known prototype method is the low accuracy of determining the motion parameters of a location object: distance and speed, due to the approximate algorithm for their determination by the specified formula, as well as the inability to determine the radial acceleration of the object’s movement in this way, leading to a narrowing of the method’s functionality.

Кроме того, в данном способе для измерения радиальной скорости объекта локации посылку пачки импульсов с последующей регистрацией эхо-сигнала необходимо проводить не менее двух раз подряд, чтобы измерить время запаздывания эхо-сигналов T0-Tv, что приводит к увеличению длительности определения радиальной скорости объекта локации и сужает функциональные возможности способа.In addition, in this method for measuring the radial speed of a location object, sending a burst of pulses with subsequent registration of the echo signal must be carried out at least two times in a row in order to measure the delay time of the echo signals T 0 -T v , which leads to an increase in the duration of the determination of the radial velocity location object and narrows the functionality of the method.

Известно также устройство для определения параметров движения объекта локации, содержащее передающую и приемную антенну, приемник и блок обработки эхо-сигналов, содержащий определитель дальности с индикатором на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) с линейной разверткой луча или перьевой регистратор. Причем индикатор имеет смещенную отметку эхо-сигнала относительно начала развертки на величину

Figure 00000004

где l - величина смещения отметки эхо-сигнала;
r - дальность до объекта локации,
с - скорость распространения импульса в среде;
vp - скорость развертки луча (или протяжки пера).It is also known a device for determining the motion parameters of a location object containing a transmitting and receiving antenna, a receiver and an echo processing unit, comprising a range finder with an indicator on a cathode ray tube (CRT) with a linear beam scan or a pen recorder. Moreover, the indicator has a shifted echo mark relative to the start of the scan by
Figure 00000004

where l is the offset value of the echo mark;
r is the distance to the location object,
c is the propagation velocity of the pulse in the medium;
v p is the sweep speed of the beam (or broach pen).

Масштаб шкалы дистанции при этом определен из соотношения:

Figure 00000005

где m - масштаб шкалы дистанции;
l - величина смещенной отметки эхо-сигнала,
r - дальность до объекта локации;
vp - скорость развертки луча (или протяжки пера);
с - скорость распространения импульса в среде [1].The scale of the distance scale is determined from the ratio:
Figure 00000005

where m is the scale of the distance scale;
l is the magnitude of the offset elevation of the echo signal,
r is the distance to the location object;
v p is the sweep speed of the beam (or broach pen);
c is the pulse propagation velocity in the medium [1].

Недостатком такого устройства является наличие приборной погрешности, вследствие визуального определения измеряемых параметров с помощью ЭЛТ, или инерционности перьевого регистратора, что приводит к снижению точности измерений. The disadvantage of this device is the presence of instrument error due to the visual determination of the measured parameters using a CRT, or the inertia of the pen recorder, which reduces the accuracy of the measurements.

Известно также ближайшее по технической сущности и достигаемому результату к заявленному устройству устройство, содержащее соединенные последовательно блок формирования импульсов в виде синхрогенератора, импульсный передатчик, предающую антенну, приемник и блок обработки эхо-сигналов, блок управления антеннами, измерители временного интервала, триггеры, счетчики делители и микропроцессор для формирования сигнала (кода), пропорционального величине радиальной скорости объекта, при этом выход антенны подключен к выходу антенного переключателя, первый вход которого соединен со входом приемника, выход которого соединен с блоком обработки эхо-сигналов, а его выход - с триггерами, выходы которых соединены с входом измерителя временного интервала, соединенного с входами микропроцессора [2]. The closest in technical essence and achieved result to the claimed device is also known device containing a pulse generating unit in the form of a clock generator, a pulse transmitter, a transmitting antenna, a receiver and an echo signal processing unit, an antenna control unit, time interval meters, triggers, dividers counters and a microprocessor for generating a signal (code) proportional to the radial velocity of the object, while the antenna output is connected to the output of the antenna a switch, the first input of which is connected to the input of the receiver, the output of which is connected to the echo signal processing unit, and its output - to triggers, the outputs of which are connected to the input of the time interval meter connected to the microprocessor inputs [2].

Недостатком известного устройства-прототипа является невозможность формирования синхрогенератором в одной пачке разного числа импульсов, что приводит к увеличению длительности измерения параметров движения объекта и, следовательно, сужению функциональных возможностей устройства. A disadvantage of the known prototype device is the inability to form a different number of pulses in a single burst, which leads to an increase in the duration of the measurement of the object’s motion parameters and, consequently, a decrease in the device’s functionality.

Кроме того, отсутствие измерительных устройств для алгоритма быстрого вычисления радиальной скорости приводит к снижению точности ее определения, а отсутствие измерительных устройств для радиального ускорения делает невозможным его определение. In addition, the lack of measuring devices for the algorithm for the rapid calculation of radial velocity leads to a decrease in the accuracy of its determination, and the absence of measuring devices for radial acceleration makes it impossible to determine.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности определения параметров движения объекта за счет расчета этих параметров по реальным физическим величинам, а также расширение функциональных возможностей способа и устройства за счет увеличения быстроты измерений параметров и дополнительного определения радиального ускорения. The technical result of the invention is to increase the accuracy of determining the parameters of the object’s motion by calculating these parameters by real physical quantities, as well as expanding the functionality of the method and device by increasing the speed of measurement of parameters and additional determination of radial acceleration.

Технический результат достигается тем, что в способе определения параметров движения объекта локации, включающем излучение активным контрольным пунктом пачки импульсов с заданным периодом, прием отраженных от объекта локации импульсов пачки, определение расстояния до объекта локации по измеренному времени запаздывания эхо-сигнала при его приеме относительно момента начала излучения и определение радиальной скорости объекта, согласно изобретению, при приеме отраженных от объекта локации импульсов пачки дополнительно измеряют величину разности времен запаздывания каждых двух соседних импульсов пачки и рассчитывают изменение расстояния до объекта между моментами контактов первой пары соседних импульсов с объектом локации, по этим величинам определяют его радиальную скорость на данном участке движения, затем таким же образом определяют радиальную скорость движения объекта локации между моментами его контакта с последним импульсом первой пары соседних импульсов и первым импульсом последующей пары соседних импульсов, по разности измеренных радиальных скоростей определяют радиальное ускорение движения объекта и после этого проводят последующую оценку допустимых параметров относительного движения активного контрольного пункта и объекта локации и формируют командные сигналы на изменение числа импульсов в излучаемой пачке. The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the motion parameters of a location object, including emitting an active control point of a burst of pulses with a given period, receiving burst pulses reflected from the location object, determining the distance to the location object from the measured echo signal delay time when it is received relative to the moment the beginning of radiation and the determination of the radial velocity of the object, according to the invention, when receiving reflected from the object location pulses bursts additionally measure the difference in the delay times of each two adjacent burst pulses and calculate the change in the distance to the object between the moments of contacts of the first pair of neighboring pulses with the location object, determine their radial velocity at a given section of motion by these values, then determine the radial velocity of the location object between the moments in the same way its contact with the last pulse of the first pair of neighboring pulses and the first pulse of the next pair of neighboring pulses, by the difference of the measured radial velocities determine the radial acceleration of the movement of the object and then conduct a subsequent assessment of the acceptable parameters of the relative motion of the active control point and the location object and generate command signals to change the number of pulses in the emitted packet.

При этом при оценке определенных величин расстояния, скорости и ускорения как нежелательных параметров относительного движения активного контрольного пункта и объекта локации могут дополнительно формировать командные сигналы для изменения длительности и периода излучаемой пачки. Moreover, when assessing certain values of distance, speed and acceleration as undesirable parameters of the relative motion of the active control point and the location object, command signals can additionally be generated to change the duration and period of the emitted burst.

Кроме того, при оценке определенных величин расстояния, скорости и ускорения как нежелательных параметров относительного движения активного контрольного пункта и объекта локации могут дополнительно формировать командные сигналы для управления движением объекта локации или активного контрольного пункта. In addition, when evaluating certain values of distance, speed and acceleration as undesirable parameters of the relative motion of the active control point and the location object, command signals can additionally be generated to control the movement of the location object or active control point.

Технический результат достигается также тем, что в устройстве для осуществления способа, содержащем последовательно соединенные задающий генератор пачек импульсов, передатчик и излучающую антенну, последовательно соединенные приемную антенну, приемник, блок обработки эхо-сигналов с измерителем временных интервалов и вычислительное устройство для расчета дальности до объекта локации и его радиальной скорости, блок управления антеннами с приводом, соединенный с одним из выходов блока обработки эхо-сигнала, и генератором, согласно изобретению, задающий генератор пачек импульсов снабжен блоком изменения скважности пачек, а вычислительное устройство снабжено блоком для расчета ускорения движения объекта локации с индикатором ускорения и управляющим вычислительным блоком для оценки допустимых параметров относительного движения объекта локации и активного контрольного пункта, соединенным с блоком изменения скважности пачек и блоком управления антеннами. Кроме того, управляющий вычислительный блок для оценки допустимых параметров относительного движения снабжен дополнительными выходами для соединения с блоком изменения скважности пачек задающего генератора и с блоком управления относительным движением объекта локации. The technical result is also achieved by the fact that in the device for implementing the method, comprising a serially connected master pulse generator, a transmitter and a radiating antenna, a serially connected receiving antenna, a receiver, an echo signal processing unit with a time interval meter and a computing device for calculating the distance to the object location and its radial speed, the antenna control unit with a drive connected to one of the outputs of the echo signal processing unit, and a generator, according to In retention, the master pulse generator is equipped with a unit for changing the duty cycle of the packs, and the computing device is equipped with a unit for calculating the acceleration of the movement of the location object with an acceleration indicator and a control computing unit for evaluating the acceptable parameters of the relative motion of the location object and the active control point connected to the unit for changing the duty cycle of the packs and antenna control unit. In addition, the control computing unit for assessing the permissible relative motion parameters is provided with additional outputs for connecting to the unit for changing the duty cycle of the packs of the master oscillator and to the control unit for the relative motion of the location object.

Дополнительное измерение при приеме отраженных импульсов указанных временных промежутков и расчет изменения указанного расстояния позволяет определить радиальную скорость по реальным физическим величинам, что исключает необходимость в аппроксимированном ее расчете и повышает точность ее определения по сравнению с прототипом. An additional measurement when receiving reflected pulses of specified time intervals and calculating the change in the specified distance allows you to determine the radial speed from the actual physical quantities, which eliminates the need for an approximate calculation and increases the accuracy of its determination compared to the prototype.

Определение радиальной скорости по указанным величинам позволяет увеличить быстроту ее определения по сравнению с прототипом, вследствие уменьшения длительности процедуры измерения времени запаздывания эхо-сигнала. The determination of the radial velocity from the indicated values allows to increase the speed of its determination in comparison with the prototype, due to the reduced duration of the procedure for measuring the delay time of the echo signal.

Дополнительное определение указанной радиальной скорости и ее изменение за указанный промежуток времени позволяет также определить радиальное ускорение. Все это позволяет расширить функциональные возможности способа по сравнению с прототипом. An additional definition of the indicated radial velocity and its change over the specified period of time also allows you to determine the radial acceleration. All this allows you to expand the functionality of the method compared to the prototype.

Осуществление последующей оценки допустимых параметров относительного движения активного контрольного пункта и объекта локации и формирования командных сигналов на изменение числа импульсов в пачке позволяет, наряду с определением этих величин, производить излучение пачки с заданным числом импульсов, в зависимости от определяемого параметра, что также обеспечивает расширение функциональных возможностей способа по сравнению с прототипом. The subsequent assessment of the permissible parameters of the relative motion of the active control point and the location object and the formation of command signals to change the number of pulses in the packet allows, along with the determination of these quantities, to produce radiation from the packet with a given number of pulses, depending on the parameter being determined, which also provides an extension of the functional the possibilities of the method compared to the prototype.

Дополнительное формирование командных сигналов для уменьшения длительности и периода излучаемой пачки и для управления движением объекта локации или активного контрольного пункта при оценке определенных параметров как "нежелательных" позволяет изменять эти параметры до требуемых величин, например, с целью избежания столкновений или аварийных ситуаций, что также расширяет функциональные возможности данного способа по сравнению с прототипом. The additional generation of command signals to reduce the duration and period of the emitted burst and to control the movement of the location object or active control point when evaluating certain parameters as “undesirable” allows you to change these parameters to the required values, for example, to avoid collisions or emergency situations, which also extends the functionality of this method compared to the prototype.

Снабжение задающего генератора дополнительным блоком изменения скважности пачек импульсов позволяет обеспечить получение пачки с различным заданным числом импульсов, например 2, 3, и 4, и обеспечить измерение всех параметров объекта излучением только одной пачки, что уменьшает длительность определения последних и расширяет функциональные возможности устройства по сравнению с прототипом. Providing the master oscillator with an additional unit for changing the duty cycle of the bursts of pulses makes it possible to obtain a burst with a different predetermined number of pulses, for example 2, 3, and 4, and to ensure that all parameters of the object are measured by the radiation of only one burst, which reduces the duration of the determination of the latter and extends the functionality of the device compared with the prototype.

Снабжение вычислительного устройства дополнительным блоком для расчета ускорения движения объекта и индикатором ускорения, а также управляющим вычислительным блоком для оценки допустимых параметров сближения позволяет обеспечить определение, кроме величины радиальной скорости, величины радиального ускорения и его изменения, а также дать оценку этих параметров на соответствие их заданным критериям допустимости. Это, в итоге, также обеспечивает повышение точности измерения параметров и расширение области применения по сравнению с прототипом. The supply of the computing device with an additional unit for calculating the object’s acceleration and an acceleration indicator, as well as a control computing unit for assessing the acceptable approximation parameters, makes it possible to determine, in addition to the radial velocity, the radial acceleration and its changes, as well as to evaluate these parameters for their compliance with the given eligibility criteria. This, in the end, also provides improved measurement accuracy and expansion of the scope compared to the prototype.

Снабжение управляющего вычислительного блока для оценки допустимых параметров относительного движения указанными дополнительными выходами обеспечивает при их оценке как критических формирование соответствующих командных сигналов для изменения параметров движения объекта локации или активного контрольного пункта до необходимой контрольной величины и, тем самым, позволяет избежать столкновения или аварийной ситуации, что также увеличивает расширение области применения данного устройства по сравнению с прототипом. The supply of the control computing unit for evaluating the permissible relative motion parameters with the indicated additional outputs ensures, when they are assessed as critical, the formation of the corresponding command signals for changing the motion parameters of the location object or active control point to the necessary control value and, thereby, avoids a collision or emergency, which also increases the expansion of the scope of this device compared to the prototype.

Именно снабжение задающего генератора пачек импульсов блоком изменения скважности пачек, соединенного указанным образом с управляющим вычислительным блоком, а также снабжение вычислительного устройства для расчета величин дальности и радиальной скорости указанными дополнительными блоками обеспечивают, согласно заявляемому способу, формирование командных сигналов на изменение числа импульсов в излучаемой пачке и измерение указанных величин, необходимых для расчета радиальных скорости и ускорения объекта локации, и тем самым достижение технического результата. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом. It is the supply of the master pulse generator with a unit for changing the duty cycle of the bundles, which is connected in this way to the control computing unit, as well as the supply of the computing device for calculating the range and radial speed with these additional units, which, according to the claimed method, generate command signals for changing the number of pulses in the emitted packet and measuring the indicated values necessary to calculate the radial speed and acceleration of the location object, and thereby achieve Technical result. This allows us to conclude that the claimed invention is interconnected by a single inventive concept.

Сравнение заявляемых способа и устройства с прототипами позволило установить, что способ отличается операциями приема отраженных импульсов, расчетом и оценкой параметров движения объекта локации, а устройство - выполнением задающего генератора и вычислительного устройства для расчета величин параметров движения объекта, и сделать вывод, что изобретение соответствует критерию "новизна". A comparison of the proposed method and device with prototypes made it possible to establish that the method is distinguished by the operations of receiving reflected pulses, calculating and evaluating the motion parameters of the location object, and the device by performing a master oscillator and a computing device for calculating the values of the motion parameters of the object, and conclude that the invention meets the criterion "novelty".

При изучении других известных решений в данной области техники признаки, идентичные признакам, отличающим заявляемое изобретение от прототипа, выявлены не были, и потому оно соответствует критерию "изобретательский уровень". When studying other known solutions in the art, features identical to those distinguishing the claimed invention from the prototype were not identified, and therefore it meets the criterion of "inventive step".

Применение заявляемого изобретения в локационных системах обнаружения для определения радиальной скорости и ускорения объекта локации обеспечивает ему критерий "промышленная применимость". The use of the claimed invention in location detection systems to determine the radial speed and acceleration of a location object provides him with the criterion of "industrial applicability".

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена временная диаграмма излучения и приема пачки из трех прямоугольных импульсов C1, C2, C3: а) излучение пачки импульсов C1, C2, C3, T0 - период пачки, Tu - длительность импульса, ΔTu- пауза импульса, Δt- период импульса, ΔTп- длительность излучения пачки.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. Figure 1 shows the timing diagram of the emission and reception of a packet of three rectangular pulses C 1 , C 2 , C 3 : a) the radiation of a packet of pulses C 1 , C 2 , C 3 , T 0 - the period of the packet, T u - pulse duration, ΔT u - pulse pause, Δt is the pulse period, ΔT p is the duration of the burst radiation.

б) прием отраженных импульсов C1, C2, C3 пачки от неподвижного объекта:
T1, T2, T3 - моменты обнаружения отраженных C1, C2 и C3 импульсов,
в) прием отраженных импульсов C1, C2, C3 пачки при удалении объекта локации от активного контрольного пункта,
г) прием отраженных импульсов C1, C2, C3 пачки при приближении объекта локации к активному контрольному пункту;
на фиг. 2 - блок-схема устройства для осуществления заявляемого способа;
на фиг. 3 - то же, с блоком управления относительным движением объекта локации и активного контрольного пункта.
b) receiving reflected pulses of C 1 , C 2 , C 3 packs from a stationary object:
T 1 , T 2 , T 3 - moments of detection of reflected C 1 , C 2 and C 3 pulses,
c) receiving reflected pulses of C 1 , C 2 , C 3 packs when the location object is removed from the active control point,
d) receiving reflected pulses of C 1 , C 2 , C 3 packs as the location object approaches the active checkpoint;
in FIG. 2 is a block diagram of a device for implementing the inventive method;
in FIG. 3 - the same, with the control unit relative movement of the location object and the active control point.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. The proposed method is as follows.

С помощью излучающей антенны излучают пачку импульсных волновых сигналов с заданным периодом. Первоначально свободное окружающее пространство зондируют пачкой с одиночным импульсным сигналом до момента обнаружения объекта локации и измерения расстояния S до него по измеренному времени задержки Т эхо-сигнала (отраженного сигнала) при его приеме относительно начала излучения пачки импульсов. При этом момент излучения первого сигнала t1 принимают за начало отсчета времени прохождения сигналов до объекта локации и обратно. Скорость прохождения сигналов одинакова и равна v.Using a radiating antenna, a packet of pulsed wave signals with a predetermined period is emitted. Initially, the free surrounding space is probed by a burst with a single pulse signal until the location object is detected and the distance S to it is measured by the measured delay time T of the echo signal (reflected signal) when it is received relative to the start of the radiation of the burst of pulses. In this case, the radiation moment of the first signal t 1 is taken as the reference time of the propagation of signals to the location object and vice versa. The signal propagation speed is the same and equal to v.

При появлении цели в окружающем пространстве формируют командные сигналы на изменение числа импульсов в излучаемой пачке, которое изменяют до двух - для измерения радиальной скорости движения объекта, до трех - для измерения радиального ускорения и до четырех - для измерения изменения этого ускорения. When a target appears in the surrounding space, command signals are generated to change the number of pulses in the emitted packet, which is changed to two for measuring the radial velocity of the object, up to three for measuring radial acceleration and up to four for measuring the change in this acceleration.

Прием отраженных импульсов пачки осуществляют приемной антенной. При приеме отраженных импульсов пачки дополнительно измеряют величину разности времен запаздывания каждых двух соседних импульсов пачки и рассчитывают изменение расстояния до объекта между моментами контактов первой пары соседних импульсов с объектом локации, по этим величинам определяют его радиальную скорость на данном участке движения, затем таким же образом определяют радиальную скорость движения объекта локации между моментами его контакта с последним импульсом первой пары соседних импульсов и первым импульсом последующей пары соседних импульсов, по разности измеренных радиальных скоростей определяют радиальное ускорение движения объекта и после этого проводят оценку допустимых параметров относительного движения активного контрольного пункта и объекта локации. При оценке определенных величин расстояния, скорости и ускорения как нежелательных параметров относительного движения активного контрольного пункта и объекта локации дополнительно формируют командные сигналы для управления движением объекта локации или активного контрольного пункта или формируют командные сигналы для изменения длительности и периода излучаемой пачки. Reception of burst pulses is carried out by a receiving antenna. When receiving reflected pulses, the bursts additionally measure the difference in the delay times of each two adjacent burst pulses and calculate the change in the distance to the object between the moments of contacts of the first pair of neighboring pulses with the location object, determine their radial velocity in this section of motion by these values, then determine in the same way the radial velocity of the location object between the moments of its contact with the last pulse of the first pair of adjacent pulses and the first pulse of the subsequent pa The neighboring pulses, based on the difference of the measured radial velocities, determine the radial acceleration of the object’s movement and then evaluate the acceptable parameters of the relative motion of the active control point and the location object. When assessing certain values of distance, speed and acceleration as undesirable parameters of the relative motion of the active control point and the location object, command signals are additionally generated to control the movement of the location object or active control point or command signals are generated to change the duration and period of the emitted burst.

При таком определении параметров движения объекта локации как при высоких, так и малых скоростях объекта, достаточно посылки всего одной пачки импульсов по направлению к объекту для обеспечения необходимой скорости процедуры. При этом одна пачка импульсов обеспечивает неоднократное измерение расстояния до объекта локации. Частота наполнения излучаемых сигналов, их форма и временные характеристики (период следования посылок пачки, длительность сигналов, паузы между ними в пачке и др.) могут меняться в зависимости от конкретных условий работы локационной станции. With such a determination of the motion parameters of the location object at both high and low speeds of the object, sending just one burst of pulses towards the object is enough to ensure the necessary speed of the procedure. In this case, one burst of pulses provides repeated measurement of the distance to the location object. The frequency of filling of the emitted signals, their shape and temporal characteristics (the period of the packet bursts, the duration of the signals, the pauses between them in the packet, etc.) can vary depending on the specific operating conditions of the location station.

Пример. Example.

Радар излучает пачку импульсных волновых сигналов заданной частоты, например три последовательных волновых сигнала (C1, C2 и C3), с периодом, равным Δt, с длительностью Tu и промежутками между ними ΔTu (фиг. 1 а). Если расстояние до цели не изменяется (объект неподвижен), то самый первый сигнал C1 пачки после отражения от цели вернется (фиг. 1 б) к приемнику сигналов через время T1, второй C2 - через время T2 = T1+Δt, а третий C3 - через время T3 = T1+2Δt. При этом все три сигнала пройдут один и тот же путь 2S1, где S1 - расстояние до цели. Совпадение расчетных и экспериментальных величин T2 (или T3) указывает на то, что расстояние от радара до цели с момента контакта цели с сигналом C1 до момента контакта с сигналом C2 (или C3) не изменилось. Величину расстояния S1 рассчитывают из уравнения 2S1=vT1.The radar emits a pack of pulsed wave signals of a given frequency, for example three consecutive wave signals (C 1 , C 2 and C 3 ), with a period equal to Δt, with a duration T u and gaps between them ΔT u (Fig. 1 a). If the distance to the target does not change (the object is stationary), then the very first signal C 1 of the packet after reflection from the target will return (Fig. 1 b) to the signal receiver after time T 1 , the second C 2 - after time T 2 = T 1 + Δt and the third C 3 after a time T 3 = T 1 + 2Δt. In this case, all three signals will pass the same path 2S 1 , where S 1 is the distance to the target. The coincidence of the calculated and experimental values of T 2 (or T 3 ) indicates that the distance from the radar to the target from the moment of contact of the target with the signal C 1 until the moment of contact with the signal C 2 (or C 3 ) has not changed. The distance S 1 is calculated from the equation 2S 1 = vT 1 .

Если расстояние до цели изменяется, то самый первый сигнал C1 пачки достигнет цель на расстоянии до нее S1, второй C2 - на расстоянии S2=S1+S1,2, а третий C3 - на расстоянии S3=S1+S1,3. Самый первый сигнал C1 пачки после отражения от цели вернется к приемнику сигналов через время T1, второй C2 - через время T2 = T1+Δt+ΔT2, а третий C3 - через время T3 = T1+2Δt+ΔT3. Фиг. 1в - эхо-сигналы при удалении цели, фиг. 1г - эхо-сигналы при приближении цели. По сравнению с сигналом C1 длина пути сигнала С2 будет отличаться на величину
S1,2 = v1,2•t1,2 = v1,2•0,5•ΔT2,
где v1,2 - относительная средняя радиальная скорость движения цели (а t1,2 - время) между моментами контактов цели с сигналами C1 и C2.
If the distance to the target changes, then the very first signal C 1 packs will reach the target at a distance to it S 1 , the second C 2 - at a distance S 2 = S 1 + S 1,2 , and the third C 3 - at a distance S 3 = S 1 + S 1.3 . The very first signal C 1 bursts after reflection from the target will return to the signal receiver after time T 1 , the second C 2 after time T 2 = T 1 + Δt + ΔT 2 , and the third C 3 after time T 3 = T 1 + 2Δt + ΔT 3 . FIG. 1c shows echoes upon removal of a target, FIG. 1d - echo signals as the target approaches. Compared to signal C 1, the path length of signal C 2 will differ by
S 1,2 = v 1,2 • t 1,2 = v 1,2 • 0,5 • ΔT 2 ,
where v 1,2 is the relative average radial velocity of the target (and t 1,2 is the time) between the moments of contacts of the target with signals C 1 and C 2 .

По сравнению с сигналом C2 длина пути сигнала C3 будет отличаться на величину
S2,3 = v2,3•t2,3 = v2,3•0,5•(ΔT3-ΔT2),
где v2,3 - относительная средняя радиальная скорость движения цели (а t2,3 - время) между моментами контактов цели с сигналами C2 и C3.
Compared to signal C 2, the path length of signal C 3 will differ by
S 2,3 = v 2,3 • t 2,3 = v 2,3 • 0,5 • (ΔT 3 -ΔT 2 ),
where v 2,3 is the relative average radial velocity of the target (and t 2,3 is the time) between the moments of contact of the target with signals C 2 and C 3 .

Тогда:
S1=vT1;
S2 = v(T2+ΔT2-Δt);
S3 = v(T3+ΔT3-2Δt);
S1,2=S2-S1;
S2,3=S3-S2;
v1,2 = 2S1,2/ΔT2;
v2,3 = 2S2,3/(ΔT3-ΔT2);
a1,3=2(v2,3-v1,2)/t1,3
где a1,3 - среднее радиальное ускорение относительного движения цели между моментами контактов цели с сигналами C1 и C3.
Then:
S 1 = vT 1 ;
S 2 = v (T 2 + ΔT 2 -Δt);
S 3 = v (T 3 + ΔT 3 -2Δt);
S 1,2 = S 2 -S 1 ;
S 2,3 = S 3 -S 2 ;
v 1.2 = 2S 1.2 / ΔT 2 ;
v 2.3 = 2S 2.3 / (ΔT 3 -ΔT 2 );
a 1.3 = 2 (v 2.3 -v 1.2 ) / t 1.3
where a 1,3 is the average radial acceleration of the relative motion of the target between the moments of contact of the target with signals C 1 and C 3 .

Если излучать пачку, содержащую четыре импульса, то аналогичные расчеты позволяют вычислить дополнительно не только среднюю радиальную скорость V3,4 (между моментами контактов цели с сигналами C3 и C4) и среднее радиальное ускорение относительного движения цели а2,4 (между моментами контактов цели с сигналами C2 и C4), но и среднее изменение ускорения
Δa1,4 = 2(a2,4-a1,3)/(t2,4+t1,3)
между моментами контактов цели с сигналами C1 и C4.
If a packet containing four pulses is emitted, similar calculations can additionally calculate not only the average radial velocity V 3.4 (between the moments of the target’s contacts with the signals C 3 and C 4 ) and the average radial acceleration of the relative motion of the target a 2.4 (between the moments contacts of the target with signals C 2 and C 4 ), but also the average change in acceleration
Δa 1.4 = 2 (a 2.4 -a 1.3 ) / (t 2.4 + t 1.3 )
between the moments of contacts of the target with signals C 1 and C 4 .

Измерение ускорения возможно даже в том случае, если в излучаемой пачке содержится всего лишь два разделенных по времени сигнала. Но для этого необходимо излучить не менее двух пачек сигналов и затем рассчитать относительную радиальную скорость объекта локации вначале по результатам измерения эхо-сигналов для первой пачки сигналов, а затем для второй. После этого по разности измеренных скоростей можно рассчитать радиальное ускорение. Acceleration measurement is possible even if the radiated packet contains only two time-separated signals. But for this it is necessary to radiate at least two packets of signals and then calculate the relative radial velocity of the location object first, based on the measurement results of the echo signals for the first packet of signals, and then for the second. After that, the radial acceleration can be calculated from the difference in measured speeds.

Одновременное определение расстояния до объекта, его радиальной скорости и особенно ускорения дает возможность зафиксировать любые комбинации параметров движения объекта и его сближения с активным контрольным пунктом и быстро сформировать соответствующие командные сигналы для изменения этих параметров движения до необходимой величины. The simultaneous determination of the distance to the object, its radial speed and especially acceleration makes it possible to fix any combination of the object’s motion parameters and its proximity to the active control point and quickly generate the appropriate command signals to change these motion parameters to the required value.

Так в зоне досягаемости излучателя эхо-сигналами максимальная дальность обнаружения объекта rmax зависит от периода следования посылок пачки T0 (промежутка времени между двумя последовательными излучениями пачки импульсов) и от скорости с распространения сигнала в среде: T0=2rmax/c или rmax= T0c/2. При звуковой локации в воде и с=1500 м/с и если установить T0=0,1с, то максимальная дальность обнаружения (локационной видимости) объекта составит: rmax=0,1•1500/2=75м. Чтобы обнаруживать объект на большей дальности, необходимо увеличить период следования посылок пачки T0 (и длину волны сигнала).So in the range of the emitter’s reach with the echo signals, the maximum detection range of the object r max depends on the period of the bursts of the burst T 0 (the time interval between two successive radiations of the burst of pulses) and the speed c of the signal propagation in the medium: T 0 = 2r max / c or r max = T 0 s / 2. With sound location in water and c = 1500 m / s and if you set T 0 = 0.1 s, then the maximum detection range (location visibility) of the object will be: r max = 0.1 • 1500/2 = 75m. In order to detect an object at a greater range, it is necessary to increase the period of repetition of the bursts of the packet T 0 (and the wavelength of the signal).

Например, при увеличении периода следования посылок в 10 раз (т.е. при T0=1 с) максимальная дальность обнаружения объекта так же возрастет в 10 раз и составит: rmax=1•1500/2=750 м. Если на такой максимальной дальности (750 м) обнаружен объект (цель), приближающийся к активному излучателю со скоростью 10 м/с, то за каждую секунду сближения путь зондирующего сигнала от излучателя до объекта локации уменьшается на 10 м, а время от момента излучения сигнала до момента приема эхо-сигнала уменьшается на 13,2 мс, так как 2•10/(1500+10)= 0,0132 с. Поэтому, если период повторения пачки зондирующих сигналов T0= 1 с, то первый сигнал у каждой последующей пачки будет возвращаться (в виде эхо-сигнала) на 13,2 мс раньше, чем у предыдущей. За время сближения объекта с исходного расстояния 750 м до расстояния 150 м (20% от исходного) при указанных условиях будет получена информация от 60 пачек зондирующих импульсов (600/10=60 с). При сближении с объектом на достаточно близкое расстояние, например, на расстояние, составляющее 20% от максимальной дальности обнаружения, целесообразно уменьшить в 5-20 раз период следования посылок пачки T0 и уменьшить длительность излучения пачки Tп (за счет уменьшения длительности импульсов Tu и промежутков между ними ΔTu).For example, with an increase in the repetition period of parcels by 10 times (i.e., at T 0 = 1 s), the maximum detection range of an object will also increase by 10 times and amount to: r max = 1 • 1500/2 = 750 m. of the maximum range (750 m), an object (target) was detected approaching the active emitter at a speed of 10 m / s, then for each second of approach, the path of the probing signal from the emitter to the location object decreases by 10 m, and the time from the moment of signal emission to the moment of reception the echo signal decreases by 13.2 ms, since 2 • 10 / (1500 + 10) = 0.0132 s. Therefore, if the repetition period of the probe signal packet is T 0 = 1 s, then the first signal for each subsequent packet will return (in the form of an echo signal) 13.2 ms earlier than the previous one. During the rapprochement of an object from an initial distance of 750 m to a distance of 150 m (20% of the original) under the indicated conditions, information will be obtained from 60 packets of probe pulses (600/10 = 60 s). When approaching the object at a fairly close distance, for example, at a distance of 20% of the maximum detection range, it is advisable to reduce by 5-20 times the repetition period of the packets T 0 and reduce the radiation duration of the packet T p (by reducing the pulse duration T u and the gaps between them ΔT u ).

Если же в процессе локации будет зафиксирована такая комбинация параметров сближения (расстояние, скорость, ускорение), которая программой расчетов оценивается как опасная (нежелательная), то формируется известным способом командный сигнал для необходимого изменения параметров относительного движения объекта и активного контрольного пункта. If, in the process of location, such a combination of proximity parameters (distance, speed, acceleration) is detected that the program evaluates as dangerous (undesirable), then a command signal is generated in a known manner for the necessary change in the parameters of the relative motion of the object and the active control point.

На фиг. 2 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа. In FIG. 2 shows a device for implementing the proposed method.

Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1 пачек импульсов, блок 2 изменения скважности пачек (Q = T0/Tп, где Q - скважность пачки; T0 - период пачки; Tп - длительность пачки), передатчик 3 и излучающую антенну 4, последовательно соединенные приемную антенну 5, приемник 6, блок 7 обработки эхо-сигналов и вычислительное устройство 8 для расчета величин дальности до объекта локации и его скорости, а также блок 9 управления антеннами с приводом 10, соединенным с излучающей 4 и приемной 5 антеннами. Блок 9 управления антеннами 4 и 5 соединен с выходом блока 7 обработки эхо-сигналов, с генератором 1 и с выходом вычислительного блока 13. Блок 7 обработки эхо-сигналов снабжен измерителем временных интервалов и измерителем расстояния (на чертеже не указаны), а вычислительное устройство 8 снабжено индикаторами скорости 11 и ускорения 12, а также дополнительным управляемым вычислительным блоком 13 для оценки допустимых параметров.The device contains a serially connected master oscillator 1 pulse train, block 2 changes the duty cycle of the packets (Q = T 0 / T p , where Q is the duty cycle of the packet; T 0 is the period of the packet; T p is the duration of the packet), the transmitter 3 and the radiating antenna 4, the receiving antenna 5, the receiver 6, the echo signal processing unit 7 and the computing device 8 for calculating the distance to the location object and its speed, as well as the antenna control unit 9 with the drive 10 connected to the radiating 4 and receiving 5 antennas are connected in series. The antenna control unit 9 of antennas 4 and 5 is connected to the output of the echo processing unit 7, to the generator 1 and to the output of the computing unit 13. The echo processing unit 7 is equipped with a time interval meter and a distance meter (not shown in the drawing), and the computing device 8 is equipped with indicators of speed 11 and acceleration 12, as well as an additional controlled computing unit 13 for assessing permissible parameters.

По варианту, изображенному на фиг. 3, управляемый вычислительный блок 13 также включает дополнительные выходы для соединения с блоком 2 изменения скважности пачек и с блоком 14 управления относительным движением объекта локации и активного контрольного пункта, соединенный например, с приводом последнего (на черт. не указан). In the embodiment of FIG. 3, the controlled computing unit 13 also includes additional outputs for connecting with the unit for changing the duty cycle of the packs and with the unit 14 for controlling the relative movement of the location object and the active control point, connected for example to the drive of the latter (not shown in the drawing).

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Генератор импульсов 1 вырабатывает с помощью блока 2 изменения скважности пачек пачку импульсов (с периодом повторения T0), состоящую, например, из двух или более (трех, четырех) импульсов с заданными временными интервалами между импульсами ΔTu, и подает ее на передатчик 3 и затем на передающую антенну 4. Для передачи сигналов в заданном направлении и приема максимальных эхо-сигналов с блока 13 подается командный сигнал на блок 2 изменения скважности пачек и через блок 9 управления антеннами на привод излучающей антенны 4 и приемной антенны 5. Пришедший на антенну 5 эхо-сигнал через приемник 6 подается на вход блока 7 обработки эхо-сигналов, где производится измерение и регистрация времени приема эхо-сигналов, направления на объект локации, измерение (расчет) расстояния до объекта, с передачей информации на вычислительное устройство 8 для расчета (по величинам временных интервалов между импульсами) скорости и ускорения относительного движения объекта локации. С вычислительного устройства 8 рассчитанная величина скорости передается на индикатор скорости 11, а рассчитанная величина ускорения - на индикатор ускорения 12.The pulse generator 1 generates, with the aid of block 2, the duty cycle of the packs a packet of pulses (with a repetition period T 0 ) consisting, for example, of two or more (three, four) pulses with predetermined time intervals between pulses ΔT u , and feeds it to the transmitter 3 and then to the transmitting antenna 4. To transmit signals in a given direction and receive maximum echo signals from block 13, a command signal is sent to block 2 of the duty cycle of the packs and through block 9 of the antenna control to the drive of the radiating antenna 4 and receiving antenna 5. Pr the echo signal coming to the antenna 5 through the receiver 6 is fed to the input of the echo signal processing unit 7, where the measurement and registration of the time of receiving echo signals, directions to the location object, measurement (calculation) of the distance to the object, with the transfer of information to the computing device 8 to calculate (according to the values of time intervals between pulses) the speed and acceleration of the relative motion of the location object. From the computing device 8, the calculated velocity value is transmitted to the speed indicator 11, and the calculated acceleration value to the acceleration indicator 12.

По варианту устройства, изображенного на фиг. 3, результаты измерений с вычислительного устройства 8 подаются на управляющий вычислительный блок 13, который формирует: командные сигналы управления относительным движением активного контрольного пункта и объекта локации, корректирующие сигналы управления работой генератора импульсов 1, через блок 2 и корректирующие сигналы управления работой блока 9 управления антеннами. С вычислительного блока 13 сформированные командные сигналы подаются на блок 14 управления относительным движением объекта локации и активного контрольного пункта, где они преобразуются и передаются на приводы управления движением. Сформированные корректирующие сигналы передаются с дополнительного выхода управляющего вычислительного блока 13 на блок 2 изменения скважности пачек для изменения длительности излучения пачки Tп и периода излучения T0 и на блок 9 управления антеннами.According to the embodiment of the device shown in FIG. 3, the measurement results from the computing device 8 are fed to the control computing unit 13, which generates: command signals to control the relative motion of the active control point and the location object, correcting control signals of the operation of the pulse generator 1, through block 2 and correcting control signals of the operation of block 9 of the antenna control . From the computing unit 13, the generated command signals are supplied to the relative motion control unit 14 of the location object and the active control point, where they are converted and transmitted to the motion control drives. The generated correction signals are transmitted from the additional output of the control computing unit 13 to the unit 2 of changing the duty cycle of the packs to change the duration of the radiation of the packet T p and the radiation period T 0 and to the antenna control unit 9.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет по сравнению с прототипом повысить точность измерений параметров движения объекта за счет расчета этих параметров по реальным физическим величинам и оценки параметров по моментам времени, соответствующим его истинной дальности и скорости, а также расширение области его применения, вследствие быстроты измерений параметров увеличения объема информации о движущемся объекте. Thus, the present invention allows, in comparison with the prototype, to increase the accuracy of measuring the parameters of the object’s motion by calculating these parameters according to real physical quantities and evaluating the parameters at time points corresponding to its true range and speed, as well as expanding its scope, due to the speed of measurement of parameters increasing the amount of information about a moving object.

Кроме того, данное изобретение не требует дополнительной дорогостоящей аппаратуры для сравнительного частотного анализа излучаемого и отраженного сигналов. Оно применимо для надежного измерения не только высоких, но и малых скоростей объекта. In addition, this invention does not require additional expensive equipment for comparative frequency analysis of the emitted and reflected signals. It is applicable for reliable measurement of not only high, but also low speeds of an object.

Совместное определение не только расстояния до объекта, его радиальной скорости и радиального ускорения с его изменением позволяет быстро формировать соответствующие командные сигналы для управления движением активного транспортного средства (оснащенного излучателем) и объекта локации, например для безопасного причаливания судов или для избежания столкновений с объектом локации. The joint determination of not only the distance to the object, its radial speed and radial acceleration with its change allows you to quickly generate the appropriate command signals to control the movement of the active vehicle (equipped with a radiator) and the location object, for example, for safe mooring of ships or to avoid collisions with the location object.

Источники информации
1. Евтюхов А. П. , Колесников А.Е., Корепин Е.А. и др. Справочник по гидроакустике, 2-е издание, Л., Судостроение, 1988 г., стр. 16.
Sources of information
1. Evtyukhov A.P., Kolesnikov A.E., Korepin E.A. and other Handbook of hydroacoustics, 2nd edition, L., Shipbuilding, 1988, p. 16.

2. Авторское свидетельство СССР N 1809399, G 01 S 1/14, 1993 г., БИ N 14. 2. USSR author's certificate N 1809399, G 01 S 1/14, 1993, BI N 14.

3. Гинзбург В. М. Формирование и обработка изображений в реальном времени. Методы быстрого сканирования. М., Радио и связь, 1986 г., с. 34 - прототип. 3. Ginzburg V. M. Formation and image processing in real time. Quick scan methods. M., Radio and Communications, 1986, p. 34 is a prototype.

Claims (5)

1. Способ определения параметров движения объекта локации, включающий излучение активным контрольным пунктом пачки импульсов с периодом Т0 и скоростью прохождения V, прием отраженных от объекта локации импульсов пачки, определение расстояния до объекта локации по измеренному времени запаздывания отраженных от объекта локации импульсов пачки при его приеме относительно момента начала излучения импульсов пачки и определение относительной радиальной скорости объекта локации, отличающийся тем, что при приеме отраженных от объекта локации импульсов пачки дополнительно измеряют величину разности времен запаздывания каждых двух соседних импульсов пачки и рассчитывают изменение расстояния до объекта между моментами контактов первой пары соседних импульсов пачки с объектом локации, по этим величинам определяют его относительную радиальную скорость на данном участке движения, затем таким же образом определяют относительную радиальную скорость движения объекта локации между моментами его контакта с последним импульсом первой пары соседних импульсов пачки и первым импульсом последующей пары соседних импульсов пачки, по разности измеренных относительных радиальных скоростей определяют относительное радиальное ускорение движения объекта локации, после этого проводят оценку допустимых параметров относительного движения активного контрольного пункта и объекта локации и формируют командные сигналы на изменение числа импульсов в излучаемой пачке импульсов.1. A method for determining the motion parameters of a location object, including emitting an active control point of a burst of pulses with a period of T 0 and a propagation speed V, receiving burst pulses reflected from the location object, determining the distance to the location object from the measured delay time of the burst pulses reflected from the location location object when it is receiving relative to the moment of the start of emission of burst pulses and determining the relative radial speed of the location object, characterized in that when receiving the location reflected from the object and burst pulses additionally measure the difference in the delay times of each two adjacent burst pulses and calculate the change in the distance to the object between the moments of contacts of the first pair of neighboring burst pulses with the location object, determine their relative radial velocity in this section of motion by these values, then determine in the same way the relative radial velocity of the location object between the moments of its contact with the last pulse of the first pair of adjacent burst pulses and the first impulse preliminary pulse followed by a pair of adjacent bursts, the difference measured relative radial velocities determined relative radial acceleration of the object location, then assess the acceptable parameters of relative movement of the active control point and object location and generating command signals to change the number of pulses in a burst of pulses emitted. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при оценке определенных величин расстояния, относительной радиальной скорости и относительного радиального ускорения как нежелательных параметров относительного движения активного контрольного пункта и объекта локации дополнительно формируют командные сигналы для изменения длительности и периода T0 излучаемой пачки импульсов.2. The method according to claim 1, characterized in that when evaluating certain values of the distance, relative radial velocity and relative radial acceleration as undesirable parameters of the relative motion of the active control point and the location object, additional command signals are generated to change the duration and period T 0 of the emitted pulse train . 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при оценке определенных величин расстояния, относительной радиальной скорости и относительного радиального ускорения как нежелательных параметров относительного движения активного контрольного пункта и объекта локации дополнительно формируют командные сигналы для управления движением объекта локации или активного контрольного пункта. 3. The method according to claim 1, characterized in that when evaluating certain values of the distance, the relative radial velocity and the relative radial acceleration as undesirable parameters of the relative motion of the active control point and the location object, additional command signals are generated to control the movement of the location object or active control point. 4. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее последовательно соединенные задающий генератор пачек импульсов, передатчик и излучающую антенну, последовательно соединенные приемную антенну, приемник, блок обработки отраженных от объекта локации импульсов пачки и вычислительное устройство для расчета дальности до объекта локации и его относительной радиальной скорости, блок управления антеннами с приводом, соединенный с одним из выходов блока обработки отраженных от объекта локации импульсов пачки, и задающим генератором пачек импульсов, отличающееся тем, что задающий генератор пачек импульсов снабжен блоком изменения скважности пачек импульсов, а вычислительное устройство для расчета дальности до объекта локации и его относительной радиальной скорости снабжено блоком для расчета относительного радиального ускорения объекта локации с индикатором относительного радиального ускорения и снабжено управляющим вычислительным блоком для оценки допустимых параметров относительного движения объекта локации, соединенным с блоком изменения скважности пачек импульсов и блоком управления антеннами. 4. The device for implementing the method according to claim 1, comprising a series-connected master pulse generator, a transmitter and a radiating antenna, a series-connected receiving antenna, a receiver, a processing unit of packet pulses reflected from the location object, and a computing device for calculating the distance to the location object and its relative radial speed, the antenna control unit with a drive connected to one of the outputs of the processing unit reflected from the object location of the burst pulses, and a master oscillator pulse counter, characterized in that the master pulse generator is equipped with a unit for changing the duty cycle of the pulse packets, and the computing device for calculating the distance to the location object and its relative radial velocity is equipped with a block for calculating the relative radial acceleration of the location object with an indicator of relative radial acceleration and equipped with a control computing a unit for assessing the permissible parameters of the relative motion of the location object connected to the unit for changing the duty cycle more pulses and the antenna control unit. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что управляющий вычислительный блок для оценки допустимых параметров относительного движения объекта локации снабжен дополнительным выходом для соединения с блоком управления относительным движением объекта локации. 5. The device according to claim 4, characterized in that the control computing unit for evaluating the permissible parameters of the relative motion of the location object is provided with an additional output for connecting to the control unit for the relative motion of the location object.
RU99108319A 1999-04-21 1999-04-21 Method for determination of motion parameters of object of detection and ranging and device for its realization RU2171999C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99108319A RU2171999C2 (en) 1999-04-21 1999-04-21 Method for determination of motion parameters of object of detection and ranging and device for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99108319A RU2171999C2 (en) 1999-04-21 1999-04-21 Method for determination of motion parameters of object of detection and ranging and device for its realization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99108319A RU99108319A (en) 2001-01-27
RU2171999C2 true RU2171999C2 (en) 2001-08-10

Family

ID=48231274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99108319A RU2171999C2 (en) 1999-04-21 1999-04-21 Method for determination of motion parameters of object of detection and ranging and device for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2171999C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2476937C2 (en) * 2008-11-25 2013-02-27 Сандвик Майнинг Энд Констракшн Рса (Пти) Лтд Warning system
CN111239702A (en) * 2019-12-30 2020-06-05 北京润科通用技术有限公司 Method and device for determining motion state of target object
RU2759199C1 (en) * 2020-06-30 2021-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" Method for measuring object motion parametrs by an active locator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГИНЗБУРГ В.М. Формирование и обработка изображений в реальном времени. Методы быстрого сканирования. - М.: Радио и связь, 1986, с.34. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2476937C2 (en) * 2008-11-25 2013-02-27 Сандвик Майнинг Энд Констракшн Рса (Пти) Лтд Warning system
CN111239702A (en) * 2019-12-30 2020-06-05 北京润科通用技术有限公司 Method and device for determining motion state of target object
CN111239702B (en) * 2019-12-30 2022-03-01 北京润科通用技术有限公司 Method and device for determining motion state of target object
RU2759199C1 (en) * 2020-06-30 2021-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" Method for measuring object motion parametrs by an active locator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110749898B (en) Laser radar ranging system and ranging method thereof
US5045856A (en) Vehicular anticollision radar system for driving in the fog
US6232913B1 (en) Method and system for measuring radar reflectivity and doppler shift by means of a pulse radar
US9354304B2 (en) Method for cyclically measuring distances and velocities of objects using an FMCW radar sensor
US7466260B2 (en) Radar apparatus
US3503680A (en) Range measuring system
US9945709B2 (en) Determining a distance and a flow speed of a medium
RU2000126837A (en) METHOD AND SYSTEM FOR MEASURING RADAR REFLECTIVE ABILITY AND DOPPLER SHIFT BY MEANS OF A PULSE RADAR
US5923282A (en) Radar system
JPH03231184A (en) Apparatus for reducing synchronous fruit in tcs monitoring system
JP2004511783A (en) Method and apparatus for measuring distance and relative speed of distant objects
JP2014182010A (en) Radar apparatus
JP5552212B2 (en) Radar device
JPH1073655A (en) Method for measuring distance between vehicle and object
US7233388B2 (en) Distance measuring method, distance measuring device using same, and distance measuring structure using same
RU2171999C2 (en) Method for determination of motion parameters of object of detection and ranging and device for its realization
CN109212544A (en) A kind of target range detection method, apparatus and system
JP2011232054A (en) Distance measuring device
RU2163723C1 (en) Method of determination of parameters of motion of location object
RU2362182C1 (en) Radial velocity measurement method and radiolocation station for its implementation
JP2019194627A (en) Radar signal processor and radar device
JP2016125945A (en) Radar signal processor and radar device
RU1809400C (en) Method of measuring tangential component of object speed
RU2735856C1 (en) Range measurement system
RU2759199C1 (en) Method for measuring object motion parametrs by an active locator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090422