RU2248584C2 - Method for location of source of radio-frequency radiations - Google Patents
Method for location of source of radio-frequency radiations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2248584C2 RU2248584C2 RU2002107137/09A RU2002107137A RU2248584C2 RU 2248584 C2 RU2248584 C2 RU 2248584C2 RU 2002107137/09 A RU2002107137/09 A RU 2002107137/09A RU 2002107137 A RU2002107137 A RU 2002107137A RU 2248584 C2 RU2248584 C2 RU 2248584C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- source
- radio
- time
- point
- iri
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к пассивным системам радиоконтроля, и, в частности, может быть использовано в системах местоопределения радиоизлучающих средств УКВ-СВЧ диапазонов, функционирующих в составе радиосети в качестве подчиненных станций и использующих цифровые (дискретные) виды сигналов, в том числе абонентов систем связи с подвижными объектами.The invention relates to the field of radio engineering, and in particular to passive radio monitoring systems, and, in particular, can be used in systems for determining radio-emitting means of the VHF-microwave ranges operating in the radio network as slave stations and using digital (discrete) types of signals, including the number of subscribers of communication systems with mobile objects.
Известны способы местоопределения, которые могут быть использованы для определения координат источников радиоизлучений (ИРИ), например:Known methods of positioning, which can be used to determine the coordinates of radio emission sources (IRI), for example:
1. Угломерный способ местоопределения [1]. Такой способ применяется при наличии нескольких (не менее двух) разнесенных в пространстве средств радиопеленгования. Местоопределение осуществляется посредством расчета точки пересечения линий пеленгов на ИРИ.1. The goniometric method of positioning [1]. This method is used if there are several (at least two) radio direction finding devices spaced in space. The location is carried out by calculating the point of intersection of the lines of bearings in the IRI.
Недостатками указанного способа являются:The disadvantages of this method are:
- необходимость использования нескольких разнесенных в пространстве радиопеленгаторов;- the need to use several spacers distributed in space;
- для расчета координат ИРИ необходима система связи, связывающая разнесенные в пространстве средства радиопеленгования;- to calculate the coordinates of the IRI, a communication system is needed that connects radio direction finding means spaced in space;
- точность местоопределения существенно зависит от взаимного расположения средств радиопеленгования и контролируемого объекта.- the accuracy of positioning significantly depends on the relative position of the direction finding devices and the controlled object.
2. Разностно-дальномерный способ [1] основан на измерении разностей расстояний от ИРИ до пункта радиоконтроля. Эти разности находят путем измерения корреляционным методом относительных временных задержек. При этом необходимо как минимум три разнесенных в пространстве пункта радиоконтроля.2. The difference-range measuring method [1] is based on measuring the differences in the distances from the IRI to the point of radio monitoring. These differences are found by measuring the relative time delays by the correlation method. At the same time, at least three radio monitoring points spaced in space are necessary.
Недостатками указанного аналога являются:The disadvantages of this analogue are:
- необходимость использования нескольких разнесенных в пространстве радиопеленгаторов усложняет структуру системы местоопределения;- the need to use several spacers distributed in space complicates the structure of the positioning system;
- для функционирования разностно-дальномерной системы местоопределения пункты радиоконтроля должны функционировать в синхронном режиме, вследствие чего точность местоопределения существенно зависит от точности привязки к системе единого времени.- for the functioning of the differential rangefinder positioning system, the radio monitoring points must operate in synchronous mode, as a result of which the accuracy of the positioning significantly depends on the accuracy of binding to the system of single time.
3. В [2] описывается устройство, позволяющее определять местоположение радиопередатчика из одной точки путем измерения пеленга и относительной временной задержки прямого и отраженного от близкорасположенного объекта сигналов, при этом постулируется, что известно расстояние до отражающего объекта. Вместе с тем наличие отражающего объекта не всегда выполняется на практике, что не позволяет говорить о применимости данного подхода к измерению координат источника радиоизлучений с заданной достоверностью, кроме того, на вход приемника может поступать сигнал, отраженный от другого объекта.3. In [2], a device is described that allows one to determine the location of a radio transmitter from one point by measuring the bearing and the relative time delay of the signals directly and reflected from a nearby object, and it is postulated that the distance to the reflecting object is known. At the same time, the presence of a reflecting object is not always carried out in practice, which does not allow us to talk about the applicability of this approach to measuring the coordinates of a source of radio emissions with a given reliability, in addition, a signal reflected from another object can be received at the input of the receiver.
Из известных способов наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого способа по технической сущности является способ, совмещающий в себе особенности угломерного и раностно-дальномерного способов местоопределения - угломерно-разностно-дальномерный способ местоопределения [1]. Угломерно-разностно-дальномерный способ основан на измерении углового положения источника и разности расстояний от него до приемных пунктов (пунктов радиоконтроля), т.е. по существу объединяет в себе оба описанных ранее способа. При этом достаточно иметь два приемных пункта, на одном из которых производится определение углового направления (азимута α ), а на другом - разность расстояний от пунктов приема до источника (Δ R). Положение источника определяется как точка пересечения пеленга на ИРИ и поверхности гиперболоида. Дальность до источника определяется по выражениюOf the known methods, the closest analogue (prototype) of the proposed method according to the technical essence is a method that combines the features of the goniometric and extreme-rangefinding methods of location - the goniometric-differential-rangefinding method of location [1]. The goniometric-difference-ranging method is based on measuring the angular position of the source and the difference in the distance from it to the receiving points (radio monitoring points), i.e. essentially combines both of the previously described methods. In this case, it is enough to have two receiving points, on one of which the angular direction (azimuth α) is determined, and on the other - the distance difference from the receiving points to the source (Δ R). The position of the source is defined as the point of intersection of the bearing on the IRI and the surface of the hyperboloid. The distance to the source is determined by the expression
где D - расстояние между пунктами радиоконтроля.where D is the distance between the points of radio monitoring.
Функционирование системы местоопределения в соответствии с данным способом происходит следующим образом.The functioning of the positioning system in accordance with this method is as follows.
На одном из пунктов радиоконтроля производится измерение направления (азимута) на ИРИ. На этом же пункте измеряется время прихода сигнала от ИРИ. На втором пункте производится только измерение времени прихода сигнала. Причем все измерения должны производиться по команде одного из пунктов радиоконтроля. При этом очевидно, необходимо иметь линии связи между пунктами радиоконтроля.At one of the monitoring points, the direction (azimuth) is measured in Iran. At the same point, the time of arrival of the signal from the IRI is measured. The second paragraph only measures the time of arrival of the signal. Moreover, all measurements should be made at the command of one of the points of radio monitoring. It is obvious that it is necessary to have communication lines between the points of radio monitoring.
Учитывая, что, в конечном счете, необходимой информацией является не абсолютное время прихода сигнала, а относительная временная задержка сигнала между пунктами радиоконтроля, то необходимые данные о временной задержке можно получить посредством метода взаимной корреляции. В этом случае также необходима линия связи между пунктами радиоконтроля, причем в этом случае они должны быть жестко засинхронизированы. Расчет собственно координат ИРИ производится на пункте радиоконтроля, на котором измеряется пеленг на ИРИ. При этом направление на ИРИ определяется пеленгом, а дальность определяется согласно (1).Given that, ultimately, the necessary information is not the absolute time of arrival of the signal, but the relative time delay of the signal between the monitoring points, the necessary data on the time delay can be obtained using the cross-correlation method. In this case, a communication line between the radio monitoring points is also necessary, and in this case they must be tightly synchronized. The calculation of the actual coordinates of the IRI is carried out at the point of radio monitoring, which measures the bearing on the IRI. In this case, the direction to the IRI is determined by the bearing, and the range is determined according to (1).
Недостатки способа - прототипа:The disadvantages of the prototype method:
1. Необходимость использования не менее двух приемных пунктов для определения координат ИРИ и как следствие необходимость наличия линии связи между разнесенными пунктами.1. The need to use at least two receiving points to determine the coordinates of the IRI and, as a consequence, the need for a communication line between the separated points.
2. Точность определения координат ИРИ существенно зависит от точности привязки к системе единого времени.2. The accuracy of determining the coordinates of the IRI substantially depends on the accuracy of the binding to a single time system.
Целью настоящего изобретения является разработка способа, обеспечивающего определение координат ИРИ УКВ-СВЧ диапазонов из одного пункта радиоконтроля.The aim of the present invention is to develop a method for determining the coordinates of the IRI VHF-microwave ranges from one point of radio monitoring.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе местоопределения ИРИ, включающем в себя измерение направления на ИРИ, измерение разности расстояний от пунктов радиоконтроля до контролируемого ИРИ с последующем вычислением координат как точки пересечения линии пеленга и гиперболической линии положения вместо двух разнесенных в пространстве пунктов радиоконтроля используется только один, выполняющий те же операции (измерение направления на ИРИ и измерение времени прихода сигналов), при этом местоопределение основано на расчете точки пересечения двух линий положения, одна из которых является пеленгом на ИРИ, а вторая определяется на основе сравнения по времени задержек в распространении сигналов от источников, функционирующих в единой системе синхронизации.This goal is achieved by the fact that in the known method of determining the IRI, which includes measuring the direction to the IRI, measuring the difference in distance from the radio monitoring points to the controlled IRI, and then calculating the coordinates as the intersection of the bearing line and the hyperbolic position line, instead of two spaced apart radio monitoring points, it is used only one performing the same operations (measuring the direction to the IRI and measuring the time of arrival of the signals), while the location is based on the intersection point of two position lines, one of which is a bearing on the IRI, and the second is determined by comparing the time delays in the propagation of signals from sources operating in a single synchronization system.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается наличием только одного пункта радиоконтроля, при соответствующем техническом решении. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения “новизна”.Comparative analysis with the prototype shows that the inventive method is distinguished by the presence of only one point of radio monitoring, with the appropriate technical solution. Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of “novelty”.
Исходными данными (условиями) для реализации способа одноточечного местоопределения являются:The source data (conditions) for implementing the method of single-point location are:
- сигнал ИРИ цифровой (дискретный), в том числе со сложной частотно-временной структурой с четко выраженным периодом;- IRI signal digital (discrete), including with a complex time-frequency structure with a clearly defined period;
- местоположение хотя бы одного корреспондента из состава радиосети априорно известно;- the location of at least one correspondent from the radio network is a priori known;
- априорно известна (либо доступна оцениванию) частотно-временная структура сигнала (частота (период) следования импульсов тактовой (цикловой) синхронизации).- the frequency-time structure of the signal (frequency (period) of the following pulses of clock (cycle) synchronization) is a priori known (or accessible to estimation).
Сравнение заявляемого способа с другими аналогичными способами показывает необходимость выполнения известных операций - измерение направления на ИРИ и измерение времени прихода сигналов. Однако введение перечисленной совокупности исходных данных позволило отказаться от необходимости использования нескольких приемных пунктов для местоопределения ИРИ УКВ-СВЧ диапазонов, функционирующих в составе радиосети в качестве подчиненных станций и использующих цифровые (дискретные) виды сигналов. При этом вместо разности времени прихода сигналов на несколько разнесенных в пространстве пунктов радиоконтроля используется оценка расхождения времени прихода сигнала и опорной временной шкалы, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию “существенные отличия”.Comparison of the proposed method with other similar methods shows the need to perform known operations - measuring the direction to the IRI and measuring the time of arrival of signals. However, the introduction of the above set of source data made it possible to abandon the need to use several receiving points for determining the IRI of the VHF-UHF bands operating in the radio network as slave stations and using digital (discrete) types of signals. In this case, instead of the difference in the arrival time of the signals at several radio monitoring points spaced in space, an estimate of the difference in the arrival time of the signal and the reference time scale is used, which allows us to conclude that the proposed method meets the criterion of "significant differences".
Заявленный способ поясняется иллюстрациями, представленными на фиг.1-6.The claimed method is illustrated by the illustrations presented in figures 1-6.
Фиг.1 - Временные диаграммы последовательностей импульсов.Figure 1 - Timing diagrams of sequences of pulses.
Фиг.2 - Геометрическая интерпретация способа местоопределения из одного пункта.Figure 2 - Geometric interpretation of the method of location from one point.
Фиг.3 - Схема, поясняющая оценку местоположения, при расположении контролируемого ИРИ за радиальной линией положения (источник в I квадранте).Figure 3 is a diagram explaining the assessment of the location, with the location of the controlled IRI behind the radial line of position (source in the I quadrant).
Фиг.4 - Схема, поясняющая оценку местоположения, при расположении контролируемого ИРИ за радиальной линией положения (источник в III квадранте).4 is a diagram explaining the assessment of the location, with the location of the controlled IRI behind the radial line of position (source in the III quadrant).
Фиг.5 - Схема, поясняющая оценку местоположения, при расположении контролируемого ИРИ внутри радиальной линии положения (источник в I квадранте).5 is a diagram explaining the assessment of the location, with the location of the controlled IRI inside the radial line of position (source in the I quadrant).
Фиг.6 - Схема, поясняющая оценку местоположения, при расположении контролируемого ИРИ внутри радиальной линии положения (источник в III квадранте).6 is a diagram explaining the assessment of the location when the controlled IRI is located inside the radial position line (source in the III quadrant).
Местоопределение ИРИ согласно завяленному способу наглядно иллюстрируется фиг.1,2. На фиг.1 представлены временные диаграммы последовательностей импульсов, при этом на фиг.1 приняты следующие обозначения: А - измеритель (пункт радиоконтроля); В - ИРИ 1 с известными координатами; С - ИРИ 2, местоположение которого определяется; UИРИ1(t) - импульсные последовательности сигналов от ИРИ 1, местоположение которого в соответствии с перечнем ограничений априорно известно; t1В(t1C) - время начала передачи импульса (посылки, знака, пакета) ИРИ 1 (ИРИ 2) с периодом следования ТП; t1А (t2A) - время регистрации в точке А моментов прихода сигналов от ИРИ 1 и ИРИ 2 соответственно; Δ τ В,С - расхождение во времени момента начала передачи сигнала от ИРИ 2 относительно временной шкалы ИРИ 1; Δ τ С,А - задержка во времени распространения сигнала от ИРИ 2 до измерителя (А); Δ τ 1,2 - оценка расхождения во времени момента регистрации сигнала от ИРИ 2 относительно опорной шкалы, сформированной на измерителе (А) по результатам оценки временной структуры сигнала от ИРИ 1.The location of the IRI according to the wilted method is clearly illustrated in Fig.1,2. Figure 1 presents the timing diagrams of sequences of pulses, while figure 1 the following notation: A - meter (point radio monitoring); In -
Ключевым звеном реализации способа является обоснованное допущение о том, что алгоритм функционирования радиосети синхронной передачи данных позволяет интерпретировать сигнал, полученный от ИРИ 2, как сигнал, переданный от ИРИ 1 и условно ретранслированный приемо-передающим устройством ИРИ 2 через неизвестное, но целое число циклов.The key link in the implementation of the method is the justified assumption that the algorithm for operating the radio synchronous data network allows you to interpret the signal received from
То есть должны быть справедливы выражения:That is, the following expressions must be true:
где К - целое число периодов сигнала в интервале времени t1C-t1В; с - скорость распространения радиоволн.where K is an integer number of signal periods in the time interval t 1C -t 1B ; C is the propagation velocity of radio waves.
В качестве результата, в ходе оценок временных параметров входного потока на измерителе (А) должно быть определено время запаздывания (или опережения) сигнала (Δ τ 1,2) от ИРИ 2 (точка С) относительно ближнего маркера опорной временной шкалы, сформированной на измерителеAs a result, in evaluating the time parameters of the input stream on the meter (A), the delay (or lead) of the signal (Δ τ 1,2 ) from IRI 2 (point C) relative to the nearest marker of the reference time scale formed on the meter should be determined
при условии, что ИРИ 2 (точка С) топологически расположена на расстоянии, превышающем расчетный радиус R (определяемый ИРИ 1, местоположение которого известно) (фиг.2), илиprovided that the IRI 2 (point C) is topologically located at a distance greater than the calculated radius R (determined by the
Тогда расстояниеThen the distance
Неопределенность (± ) в выражении (5) показывает, что теоретически уравнение может иметь два корня С и С*, значения которых располагаются по обе стороны от точки D, расположенной на пересечении линии равной дальности с радиусом R и векторе 2 с началом в точке А и направлением, соответствующим пеленгу на ИРИ 2.The uncertainty (±) in expression (5) shows that theoretically the equation can have two roots C and C *, the values of which are located on both sides of the point D located at the intersection of the equal-distance line with radius R and vector 2 with the beginning at point A and the direction corresponding to the bearing on
Известно, что фиксированная сумма расстояний до двух заданных фиксированных точек описывается кривой 2-го порядка (эллиптической линией положения). Произведение сΔ τ 1,2 равно сумме расстояний (BC+CD) (фиг.3). Тогда, если в качестве фиксированных точек выбрать точки В и D, образованные пересечением пеленгов на ИРИ1 и ИРИ2 и окружности радиуса АВ с центром в точке А, то, используя измеренное значение параметра о разности расстояний Rc=BC+CD=сΔ τ 1,2, можно построить эллипс с фокусами в точках В и D, который описывается уравнениемIt is known that a fixed sum of distances to two given fixed points is described by a second-order curve (an elliptic position line). The product with Δ τ 1,2 is equal to the sum of the distances (BC + CD) (figure 3). Then, if we choose points B and D as fixed points formed by the intersection of bearings on IR1 and IR2 and circles of radius AB centered at point A, then using the measured value of the distance difference parameter R c = BC + CD = сΔ τ 1, 2 , we can construct an ellipse with foci at points B and D, which is described by the equation
Пересечение линии пеленга , определенной углом (α С), и эллиптической линии положения на плоскости определяют две точки, одна из которых соответствует оценке в местоположении ИРИ2 (фиг.3).Bearing line intersection , defined by the angle (α С ), and an elliptical line of position on the plane define two points, one of which corresponds to the estimate at the location of IRI2 (figure 3).
В то же время постоянной разности расстояний относительно двух фиксированных точек будет соответствовать гиперболическая линия положения. Тогда, если в качестве фиксированных точек выбрать те же точки В и D (фиг.5), то значение Rp=ВС*-C*D будет соответствовать также величине сΔ τ 1,2, а по набору представленных данных можно построить гиперболическую линию положения, описываемую уравнениемAt the same time, a hyperbolic position line will correspond to a constant difference in distances with respect to two fixed points. Then, if we choose the same points B and D as fixed points (Fig. 5), then the value of R p = BC * -C * D will also correspond to the value of cΔ τ 1.2 , and from the set of data presented it is possible to construct a hyperbolic line the position described by the equation
Пересечение линии пеленга и гиперболической линии положения на плоскости определяют две точки, одна из которых будет соответствовать оценке местоположения ИРИ2 (фиг.3).Bearing line intersection and a hyperbolic line of position on the plane define two points, one of which will correspond to the location estimate of IRI2 (figure 3).
Таким образом, заявленный способ местоопределения представляет собой комбинированное использование трех линий положения, две из которых (эллиптическая или гиперболическая) используются в зависимости от взаимного топологического расположения измерителя и пары контролируемых источников на плоскости.Thus, the claimed location method is a combined use of three position lines, two of which (elliptical or hyperbolic) are used depending on the relative topological location of the meter and a pair of controlled sources on the plane.
Решающее правило, определяющее выбор математического аппарата для построения линии положения, будет опираться на выполнение неравенства:The decisive rule that determines the choice of the mathematical apparatus for constructing the position line will be based on the fulfillment of the inequality:
- если сΔ τ 1,2>BD, то значение сΔ τ 1,2 следует рассматривать как сумму BC+CD (фиг.3), а для расчета координат ИРИ строится эллиптическая линия положения;- if cΔ τ 1,2 > BD, then cΔ τ 1,2 should be considered as the sum of BC + CD (figure 3), and to calculate the coordinates of the IRI an elliptical position line is built;
- если сΔ τ 1,2, <BD, то значение сΔ τ 1,2 следует рассматривать как разность ВС*-C*D (фиг.3), а для расчета координат ИРИ используется гиперболическая линия положения.- if cΔ τ 1,2 , <BD, then the value cΔ τ 1,2 should be considered as the BC * -C * D difference (Fig. 3), and a hyperbolic position line is used to calculate the coordinates of the IRI.
Тогда ложными значениями в оценке местоположения ИРИ следует считать: для первого случая - корни, попадающие в область окружности радиуса R=AB; для второго случая - корни уравнений, расположенные вне радиуса R=AB.Then false values in the assessment of the location of the IRI should be considered: for the first case - the roots falling into the region of a circle of radius R = AB; for the second case, the roots of the equations located outside the radius R = AB.
На фиг.4 представлена графическая интерпретация для вариантов расположения контролируемого ИРИ в 3-м квадранте системы координат с нулевой отметкой в точке А при АС>АВ, а на фиг.6 - ИРИ в четвертом квадранте при АС<АВ для подтверждения функциональности предложенного способа одноточечной координатометрии при всенаправленном расположении источников контроля относительно измерителя.Figure 4 presents a graphical interpretation for the location options of the controlled IRI in the 3rd quadrant of the coordinate system with a zero mark at point A for AC> AB, and in Fig.6 - IRI in the fourth quadrant with AC <AB to confirm the functionality of the proposed one-point method coordinate measurements with an omnidirectional arrangement of control sources relative to the meter.
Для вывода аналитического выражения, характеризующего зависимость координат ИРИ2 от измеряемых величин, необходимо решить систему уравнений прямой, определяемой пеленгом на ИРИ2, и эллиптической (гиперболической) линии положения ИРИ2 в декартовой системе координат.In order to derive an analytical expression characterizing the dependence of the coordinates of IRI on the measured values, it is necessary to solve the system of equations of the straight line determined by the bearing on IRI2 and the elliptical (hyperbolic) line of position of IRI2 in the Cartesian coordinate system.
Рассмотрим систему уравнений линии пеленга и эллипса (здесь и далее индексы при х, у опустим, подразумевая, что они соответствуют ИРИ2)We consider the system of equations of the bearing and ellipse lines (hereinafter, we omit the indices for x and y, implying that they correspond to IRI2)
где y0, x0 - начальные координаты линии пеленга; k=tgα ; α - угол, определяемый азимутом на ИРИ2; d=BD.where y 0 , x 0 are the initial coordinates of the bearing line; k = tgα; α is the angle determined by the azimuth on IR2; d = BD.
В свою очередь, система уравнений линии пеленга и гиперболической линии положения будет иметь видIn turn, the system of equations of the bearing line and the hyperbolic position line will have the form
Выбрав за начало координат (непосредственно входящих в выражение для линии пеленга на ИРИ2) точку D (фиг.3, фиг.5) и положив для упрощения выкладок y0=0, х0=0 (необходимо отметить, что такое предположение ни в коей мере не ограничивает общность полученных решений, т.к. фактически сводится к преобразованию систем координат), получим y=kx, тогдаSelecting the origin D (Fig. 3, Fig. 5) as the origin (directly entering into the expression for the bearing line in IR2) and putting y 0 = 0, x 0 = 0 to simplify the calculations (it should be noted that such an assumption is not least does not limit the generality of the solutions obtained, since it actually comes down to the transformation of coordinate systems), we obtain y = kx, then
Решения (10)и(11) относительно х имеют видSolutions (10) and (11) with respect to x have the form
Таким образом, получили соотношения для координат точек пересечения линии пеленга с эллиптической (6) и гиперболической (7) линиями положения.Thus, we obtained relations for the coordinates of the points of intersection of the bearing line with elliptic (6) and hyperbolic (7) position lines.
Подставив найденные х в выражение y=kx, получим набор декартовых координат, удовлетворяющих системам (8), (9).Substituting the found x into the expression y = kx, we obtain a set of Cartesian coordinates satisfying systems (8), (9).
Из выражений (12), (13) следует, что системы (8), (9) имеют четыре различных пары корней и дальнейшее устранение неоднозначности, на первый взгляд, вызывает затруднения. Вместе с тем для (12), (13) можно показать, что точки пересечения линии пеленга на ИРИ2 с гиперболической и эллиптической линиями положения совпадают. Действительно, для того, чтобы точки пересечения линии пеленга с эллиптической и гиперболической линиями положения совпадали, необходимо и достаточно, чтобы хc=хp, yc=yр, в этом случае имеют место следующие равенстваFrom the expressions (12), (13) it follows that systems (8), (9) have four different pairs of roots and further elimination of the ambiguity, at first glance, causes difficulties. At the same time, for (12), (13) it can be shown that the points of intersection of the bearing line on IR2 with the hyperbolic and elliptic lines the positions coincide. Indeed, in order for the points of intersection of the bearing line the positions coincided with the elliptic and hyperbolic lines, it is necessary and sufficient that x c = x p , y c = y p , in this case the following equalities hold
Предположим, что это не так, а xс, ус и xр, yp корни одного знака, найденные согласно (12), (13), являющиеся решениями систем (8), (9), соответственно, тогда, очевидно, не должны выполняться следующие равенства, вытекающие непосредственно из (14) yc=kxp, yp=kxc, но если они не выполняются, точки с координатами (хс, yс) и (xр, yp) не принадлежат вектору , определяемому коэффициентом k, следовательно, не являются решением систем (8) и (9) соответственно, что противоречит нашему предположению.Suppose that this is not so, but x c , y c and x p , y p are roots of the same sign, found according to (12), (13), which are solutions of systems (8), (9), respectively, then, obviously, the following equalities must not be satisfied, which follow directly from (14) y c = kx p , y p = kx c , but if they are not satisfied, the points with coordinates (x s , y s ) and (x p , y p ) do not belong vector determined by the coefficient k, therefore, are not a solution to systems (8) and (9), respectively, which contradicts our assumption.
Таким образом корни, определяемые согласно (12), (13), будут совпадать и проблемы дальнейшего разрешения неоднозначности не возникает.Thus, the roots determined according to (12), (13) will coincide and the problem of further resolving the ambiguity does not arise.
Для устранения неоднозначности, задаваемой знаком ± , можно воспользоваться следующим правилом : если ИРИ2 лежит в I или во II квадрантах, то за истинное значение x2 берется значение (12), (13) со знаком плюс при сΔ τ 1,2>BD и минус при сΔ τ 1,2<BD и, наоборот, со знаком минус при сΔ τ 1,2>BD и плюс при сΔ τ 1,2<BD, при расположении в III или IV квадрантах (квадрант можно считать априорно известным, определяемым пеленгом).To eliminate ambiguity given by sign ±, one can use the following rule: if IRI2 lies in I or II in the quadrants of the true value x takes the value 2 (12), (13) with a plus sign when sΔ τ 1,2> BD and minus with cΔ τ 1,2 <BD and, conversely, with a minus sign with cΔ τ 1,2 > BD and plus with cΔ τ 1,2 <BD, when located in III or IV quadrants (the quadrant can be considered a priori known, defined bearing).
Решения (12), (13) определяют координаты ИРИ2 относительно точки D, положение которой известно (точка пересечения линии пеленга и радиальной линии положения). Координаты точки D в декартовой системе координат относительно точки (xA, yA) можно вычислить по выражениямSolutions (12), (13) determine the coordinates of the IRI2 relative to the point D, the position of which is known (the point of intersection of the bearing line and the radial position line). The coordinates of the point D in the Cartesian coordinate system relative to the point (x A , y A ) can be calculated by the expressions
где - расстояние между точками А и В (фиг.2а, фиг.3 а); (хв, yв)- координаты ИРИ1 (местоположение которого известно).Where - the distance between points A and B (figa, figa); (x in , y in ) - coordinates of IRI1 (whose location is known).
Таким образом имеем две системы декартовых координат - первая относительно точки D, вторая относительно точки размещения станции радиоконтроля (точка А) (х, у). Для вычисления координат искомой точки в единой системе координат можно воспользоваться следующими выражениямиThus, we have two systems of Cartesian coordinates - the first relative to point D, the second relative to the location point of the monitoring station (point A) (x, y). To calculate the coordinates of the desired point in a single coordinate system, you can use the following expressions
где , знак выбирается таким образом, что если с Δ τ 1,2>BD выбирается плюс, при с Δ τ 1,2<BD - минус.Where , the sign is chosen in such a way that if plus Δ τ 1,2 > BD, plus is chosen, and if Δ τ 1,2 <BD, minus is chosen.
Таким образом, аналитическое выражение (12) позволяет вычислять координаты ИРИ из одной точки и описывает заявленный способ местоопределения, позволяющий при наличии соответствующих технических средств на станции радиоконтроля определять местоположение контролируемого источника.Thus, the analytical expression (12) allows you to calculate the coordinates of the IRI from one point and describes the claimed method of location, which allows you to determine the location of the source being monitored if there are appropriate technical means at the radio monitoring station.
Необходимые технические средства для реализации заявленного способа являются широко известными. В качестве средства определения углового положения ИРИ можно воспользоваться любым из существующих средств пеленгования, заданного диапазона частот, обеспечивающего требуемую точность пеленгования, например пеленгатором, описываемом в [3] либо [4]. Для измерения времени прихода сигнала можно воспользоваться корреляционньм способом [2] на основе любого радиоприемного устройства соответствующего диапазона частот, в котором дополнительно введен автокоррелятор. Кроме того, учитывая, что рассматривается дискретный класс сигналов, можно непосредственно измерять время прихода импульса и необходимую относительную временную задержку вычислять как разность времени прихода сигнала и ближайшего маркера опорной временной шкалыThe necessary technical means for implementing the claimed method are widely known. As a means of determining the angular position of the IRI, you can use any of the existing direction finding tools, a given frequency range that provides the required direction finding accuracy, for example, a direction finder described in [3] or [4]. To measure the time of arrival of the signal, you can use the correlation method [2] on the basis of any radio receiver of the corresponding frequency range in which the autocorrelator is additionally introduced. In addition, given that a discrete class of signals is considered, it is possible to directly measure the time of arrival of the pulse and the necessary relative time delay to calculate as the difference between the time of arrival of the signal and the nearest marker of the reference time scale
Как видно из приведенного описания, заявленный способ местоопределения не требует наличия нескольких приемных пунктов, кроме того, нет необходимости привязки к системе единого времени и точность местоопределения зависит только от точности оценки необходимых параметров.As can be seen from the above description, the claimed method of positioning does not require several receiving points, in addition, there is no need for binding to a single time system, and the accuracy of positioning depends only on the accuracy of the assessment of the necessary parameters.
Следовательно, можно сделать вывод, что цель, поставленная перед изобретением - разработка способа, обеспечивающего определение координат ИРИ УКВ-СВЧ диапазонов из одного пункта радиоконтроля - достигнута.Therefore, we can conclude that the goal set before the invention - the development of a method for determining the coordinates of the IRI VHF-microwave ranges from one point of radio monitoring - is achieved.
Заявленный способ может быть применен для определения местоположения мобильных абонентов систем связи с подвижными объектами, в которых местоположение базовой станции априорно известно.The claimed method can be applied to determine the location of mobile subscribers of communication systems with mobile objects, in which the location of the base station is a priori known.
Технико-экономический эффект, обусловленный применением данного способа, заключается в сокращении количества технических средств для определения местоположения источников радиоизлучений и повышением точности местоопределения, а следовательно, повышением эффективности пассивных систем радиоконтроля в целом.The technical and economic effect due to the application of this method consists in reducing the number of technical means for determining the location of radio emission sources and increasing the accuracy of positioning, and therefore, increasing the efficiency of passive radio monitoring systems in general.
Количественная величина ожидаемого технико-экономического эффекта от использования предложенного способа зависит от типа системы, подлежащей радиоконтролю, и важности данной системы; ее определение возможно после внедрения предложенного способа в конкретных системах радиоконтроля.The quantitative value of the expected technical and economic effect of the use of the proposed method depends on the type of system to be monitored and the importance of this system; its determination is possible after the implementation of the proposed method in specific monitoring systems.
Источники информации:Sources of information:
1. Караваев В.В., Сазонов В.В. Статистическая теория пассивной локации. - М.: Радио и связь, 1987. – 240 с.1. Karavaev VV, Sazonov VV Statistical theory of passive location. - M.: Radio and Communications, 1987. - 240 p.
2. Патент Великобритания №2094089 А МКИ G 01 S 13/86 от 08.09.1982 г.2. UK patent No. 2094089 A MKI G 01 S 13/86 from 09/08/1982
3. Патент РФ №2000100834/09 от 17.01.2000 г.3. RF patent №2000100834 / 09 of 01/17/2000
4. Патент ФРГ №2328720 МКИ G 01 S 3/4 от 06.05.76 г.4. The Federal Republic of Germany patent No. 2328720 MKI G 01 S 3/4 of 05/06/76
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002107137/09A RU2248584C2 (en) | 2002-03-21 | 2002-03-21 | Method for location of source of radio-frequency radiations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002107137/09A RU2248584C2 (en) | 2002-03-21 | 2002-03-21 | Method for location of source of radio-frequency radiations |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002107137A RU2002107137A (en) | 2003-09-20 |
RU2248584C2 true RU2248584C2 (en) | 2005-03-20 |
Family
ID=35454420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002107137/09A RU2248584C2 (en) | 2002-03-21 | 2002-03-21 | Method for location of source of radio-frequency radiations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2248584C2 (en) |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526094C1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-08-20 | Павел Николаевич Марков | Method of locating radio-frequency source |
RU2643154C1 (en) * | 2016-08-12 | 2018-01-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | Single-position multiplicative virtual-real method for determining coordinates of radio-frequency source location |
RU2643513C1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-02-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | Single-position method for determining coordinates of radio-frequency source location |
RU2643780C1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-02-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | Single-position multiplicative differential-relative method to determine location coordinates of radio radiation sources |
RU2652439C1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Центр обработки данных информационных технологий" | Dichotomic multiplicative differential-relative method for determination of the coordinates of location of the radio-frequency sources |
RU2653506C1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Центр обработки данных информационных технологий" | One-position energy long-dimensional method of determining the coordinates of the radio sources location |
RU2657237C1 (en) * | 2016-10-03 | 2018-06-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | One-way method of the radio frequency sources location |
RU2666520C2 (en) * | 2016-08-26 | 2018-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | One-way method of the radio frequency sources location |
RU2666519C2 (en) * | 2016-08-22 | 2018-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | One-way method of radio frequency sources location |
RU2666555C2 (en) * | 2017-02-13 | 2018-09-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | One-position correlation goniometric relative-long-dimensional method for determining the coordinates of the location of radio emission sources |
RU2668566C2 (en) * | 2016-10-19 | 2018-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | One-position multiplicative difference-relative method for determining of radio frequencies sources location coordinates |
RU2670142C1 (en) * | 2018-01-22 | 2018-10-18 | Борис Викторович Рыжков | Differential-range method of determining coordinates of radio-frequency sources and apparatus realizing said method |
RU2671823C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-11-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Центр обработки данных информационных технологий" | One-position correlation azimuthal difference-relative method for determining coordinates of radio frequency emissions sources |
RU2671831C1 (en) * | 2017-05-29 | 2018-11-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Центр обработки данных информационных технологий" | Multiplicative differential-relative method of two-mobile determination of the location coordinates of the radio-frequency source |
RU2671826C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-11-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Центр обработки данных информационных технологий" | One-position correlation goniometric method for determining coordinate of radio emission sources |
RU2674248C2 (en) * | 2017-02-13 | 2018-12-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | One-position correlation goniometric method for determining coordinates of location of radio emission sources |
RU2686373C2 (en) * | 2017-02-13 | 2019-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | Radio frequency sources coordinates one-position correlation relative ranging location determination method |
RU2734108C1 (en) * | 2019-11-20 | 2020-10-13 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Method of determining coordinates of radio-frequency radiation sources |
RU2758349C1 (en) * | 2020-09-08 | 2021-10-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for single-position determination of the spatial coordinates of a radio emission source |
RU2801362C1 (en) * | 2022-08-03 | 2023-08-08 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Single-position difference-range method for determining the motion parameters of a radio emission source of linear-frequency-modulated signals |
-
2002
- 2002-03-21 RU RU2002107137/09A patent/RU2248584C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КАРАВАЕВ В.В. и др., Статистическая теория пассивной локации, Москва, Радио и связь, 1987, с.240. * |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526094C1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-08-20 | Павел Николаевич Марков | Method of locating radio-frequency source |
RU2643154C1 (en) * | 2016-08-12 | 2018-01-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | Single-position multiplicative virtual-real method for determining coordinates of radio-frequency source location |
RU2666519C2 (en) * | 2016-08-22 | 2018-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | One-way method of radio frequency sources location |
RU2666520C2 (en) * | 2016-08-26 | 2018-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | One-way method of the radio frequency sources location |
RU2643513C1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-02-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | Single-position method for determining coordinates of radio-frequency source location |
RU2643780C1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-02-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | Single-position multiplicative differential-relative method to determine location coordinates of radio radiation sources |
RU2657237C1 (en) * | 2016-10-03 | 2018-06-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | One-way method of the radio frequency sources location |
RU2668566C2 (en) * | 2016-10-19 | 2018-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | One-position multiplicative difference-relative method for determining of radio frequencies sources location coordinates |
RU2674248C2 (en) * | 2017-02-13 | 2018-12-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | One-position correlation goniometric method for determining coordinates of location of radio emission sources |
RU2666555C2 (en) * | 2017-02-13 | 2018-09-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | One-position correlation goniometric relative-long-dimensional method for determining the coordinates of the location of radio emission sources |
RU2686373C2 (en) * | 2017-02-13 | 2019-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | Radio frequency sources coordinates one-position correlation relative ranging location determination method |
RU2653506C1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Центр обработки данных информационных технологий" | One-position energy long-dimensional method of determining the coordinates of the radio sources location |
RU2671831C1 (en) * | 2017-05-29 | 2018-11-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Центр обработки данных информационных технологий" | Multiplicative differential-relative method of two-mobile determination of the location coordinates of the radio-frequency source |
RU2652439C1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Центр обработки данных информационных технологий" | Dichotomic multiplicative differential-relative method for determination of the coordinates of location of the radio-frequency sources |
RU2671823C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-11-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Центр обработки данных информационных технологий" | One-position correlation azimuthal difference-relative method for determining coordinates of radio frequency emissions sources |
RU2671826C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-11-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Центр обработки данных информационных технологий" | One-position correlation goniometric method for determining coordinate of radio emission sources |
RU2670142C1 (en) * | 2018-01-22 | 2018-10-18 | Борис Викторович Рыжков | Differential-range method of determining coordinates of radio-frequency sources and apparatus realizing said method |
RU2734108C1 (en) * | 2019-11-20 | 2020-10-13 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Method of determining coordinates of radio-frequency radiation sources |
RU2758349C1 (en) * | 2020-09-08 | 2021-10-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for single-position determination of the spatial coordinates of a radio emission source |
RU2801362C1 (en) * | 2022-08-03 | 2023-08-08 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Single-position difference-range method for determining the motion parameters of a radio emission source of linear-frequency-modulated signals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2248584C2 (en) | Method for location of source of radio-frequency radiations | |
EP3114496B1 (en) | Indoor positioning system using difference in time of flight of rf and acoustic signals | |
US8416071B2 (en) | Relative location determination of mobile sensor nodes | |
US7679561B2 (en) | Systems and methods for positioning using multipath signals | |
US8026850B2 (en) | Apparatus and method for computing location of a moving beacon using time difference of arrival and multi-frequencies | |
Gentner et al. | Particle filter based positioning with 3GPP-LTE in indoor environments | |
CN109001675B (en) | Positioning method for measuring distance difference based on phase difference | |
EP1014103A2 (en) | Local positioning system | |
RU2624461C1 (en) | Method of determining coordinates of object | |
CN111164447A (en) | Phase comparison of multiple frequency transmissions to aid in determining position or time | |
JP7326422B2 (en) | Positioning method and system for locating at least one object using wave-based signals | |
RU2457505C2 (en) | Apparatus for determining location of operating radar station | |
US9035762B2 (en) | Method and system for locating signal emitters using cross-correlation of received signal strengths | |
KR20090066463A (en) | Method and apparatus for supporting location based service in mobile communication system | |
Dubois et al. | GSM position tracking using a Kalman filter | |
Kia et al. | RSS-based fusion of UWB and WiFi-based ranging for indoor positioning | |
RU2666555C2 (en) | One-position correlation goniometric relative-long-dimensional method for determining the coordinates of the location of radio emission sources | |
RU2714303C1 (en) | Difference-range-finding method for determining the location of a radio-frequency source in multipath propagation of radio waves | |
Kumar et al. | Performance analysis of TDOA and FDOA for missile tracking application using extended Kalman filter | |
Frisch et al. | ROTA: Round trip times of arrival for localization with unsynchronized receivers | |
Steffes et al. | Direct position determination for TDOA-based single sensor localization | |
KR20110095542A (en) | A fast toa position estimation method based on mhp pulse | |
RU2674248C2 (en) | One-position correlation goniometric method for determining coordinates of location of radio emission sources | |
CN113412432A (en) | Positioning device, positioning system, mobile terminal, and positioning method | |
RU2297718C1 (en) | Mode of definition of the coordinates of mobile stations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060322 |