RU2284043C1 - Способ калибровки компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах - Google Patents
Способ калибровки компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2284043C1 RU2284043C1 RU2005108276/09A RU2005108276A RU2284043C1 RU 2284043 C1 RU2284043 C1 RU 2284043C1 RU 2005108276/09 A RU2005108276/09 A RU 2005108276/09A RU 2005108276 A RU2005108276 A RU 2005108276A RU 2284043 C1 RU2284043 C1 RU 2284043C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calibration
- platform
- frequencies
- radio signal
- transmitter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в компьютерных измерительных системах декаметрового диапазона волн для совершенствования технологии формирования базы калибровочных данных, основанной на комбинации измерений, выполняемых на реальной подвижной платформе (самолете, корабле и т.д.) и ее модели. Техническим результатом изобретения является повышение точности формирования ионосферного сегмента базы калибровочных данных за счет существенного увеличения относительного вклада реальных измерений и трехкратного сокращения числа моделей, применяемых при калибровке широкого класса компьютерно-интерферометрических систем: приема, пеленгации и локации, использующих антенные решетки произвольной пространственной конфигурации с антенными элементами, неравномерно распределенными на подвижной платформе. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в компьютерных измерительных системах декаметрового (ДКМВ) диапазона волн. В частности, в системах избирательного приема на основе пространственной фильтрации, в системах пеленгации на основе оценки пространственного спектра и в системах локации, использующих антенные решетки произвольной пространственной конфигурации с антенными элементами, неравномерно распределенными на подвижных платформах (самолетах, кораблях и т.д.).
Обще признано, что основополагающей процедурой обеспечения потенциально достижимых точностей пространственно-временных измерений на подвижных платформах является процедура калибровки, то есть последовательность операций формирования калибровочной базы данных. Калибровочные данные описывают комплексные диаграммы (амплитуды и фазы) антенн при облучении решетки, размещенной на реальной платформе, на множестве частот, поляризаций, азимутов и углов места. Калибровочные данные могут применяться непосредственно при реализации корреляционных алгоритмов оценки пространственного спектра в пеленгаторах или использоваться в системах различного назначения для вычисления поправочных коэффициентов, обеспечивающих коррекцию выходного сигнала элементов приемной решетки.
Основным условием высокой точности функционирования компьютерно-интерферометрических систем диапазона ДКМВ на подвижных платформах является высокое качество двухсегментной базы калибровочных данных, включающей сегмент поверхностных волн и сегмент ионосферных волн. На практике, несмотря на использование современных технологий формирования базы калибровочных данных, основанных на комбинации измерений, выполняемых на реальной платформе и ее модели, возникают проблемы получения предельно достижимых характеристик систем, размещаемых на подвижных платформах.
Известен способ калибровки компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах [1], включающий:
- облучение нерегулярной решетки антенных элементов, размещенной на подвижной платформе, на множестве калибровочных частот и из множества калибровочных направлений;
- измерение относительных фаз и амплитуд сигналов, принятых антенными элементами, для всех комбинаций калибровочных частот и направлений;
- запись измеренных фаз и амплитуд сигналов.
Данный способ калибровки трудно реализуем на практике, так как формирование ионосферного сегмента базы калибровочных данных требует значительных временных и финансовых затрат, связанных с необходимостью выполнения очень большого числа измерений. Например, для системы пеленгования с рабочим диапазоном частот 1-30 МГц необходимо выполнить более чем 2·106 измерений с применением летноподъемных средств. Это обусловлено тем, что калибровочные данные должны быть получены, примерно, на каждой из 290 равноотстоящих частотах, для двух видов поляризации, с шагом 2 градуса по азимуту в секторе 360 градусов и с шагом 10 градусов по углу места в секторе 90 градусов.
Известен более совершенный способ калибровки компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах [2], принятый за прототип и включающий:
- облучение модели платформы с нерегулярной решеткой антенных элементов модельным сигналом с вертикальной поляризацией на множестве калибровочных частот и из множества азимутальных калибровочных направлений;
- прием сигналов антенными элементами модельной решетки;
- измерение и запоминание значений относительных фаз и амплитуд принятых сигналов при всех комбинациях калибровочных частот и азимутальных направлений;
- определение пеленгов на источник принятых сигналов с использованием амплитуд и фаз;
- сравнение пеленгов, полученных на смежных частотах, и выбор распределения сокращенного множества калибровочных частот;
- облучение реальной платформы с нерегулярной решеткой антенных элементов сигналом с вертикальной поляризацией на сокращенном множестве калибровочных частот и из множества калибровочных азимутальных направлений;
- измерение и запись относительных фаз и амплитуд сигналов, принятых антеннами реальной решетки, при всех комбинациях калибровочных частот и направлений для формирования реального сегмента базы калибровочных данных поверхностных волн;
- сопоставление амплитуд и фаз сигналов реального и модельного сегментов базы калибровочных данных поверхностных волн и корректировка параметров модели с целью повышения ее адекватности;
- облучение модели платформы с решеткой антенных элементов модельными сигналами с вертикальной и горизонтальной поляризацией на сокращенном множестве калибровочных частот и из множества азимутально-утломестных калибровочных направлений и формирование модельного сегмента базы калибровочных данных ионосферных волн;
- комбинирование сегмента данных поверхностных волн, полученных на реальной платформе, и сегмента данных ионосферных волн, полученных на модели платформы, и формирование двухсегментной базы калибровочных данных системы.
К недостатку способа-прототипа относится низкая точность формирования ионосферного сегмента базы калибровочных данных, ограничивающая возможность получения предельно достижимых характеристик компьютерно-интерферометрических систем различного назначения (избирательного приема, пеленгования, локации) на подвижных платформах.
Низкая точность формирования ионосферного сегмента данных обусловлена сложностью обеспечения адекватности ряда необходимых для реализации способа-прототипа моделей:
- масштабно-натурной модели элементов антенной решетки;
- масштабно-натурной модели подвижной платформы;
- математических моделей многолучевых, сложно поляризованных сигналов ионосферного канала,
с одной стороны, и отсутствием у прототипа достаточного набора операций повышения адекватности моделей, используемых при формировании ионосферного сегмента базы калибровочных данных, с другой. Это объясняется тем, что используемые прототипом модельные данные дополнительно корректируются по реальным измерениям, полученным по сигналам только поверхностной волны. Дальнейшее повышение адекватности моделей по сигналам ионосферных волн в способе-прототипе наталкивается на принципиальные физические ограничения.
Техническим результатом изобретения является повышение точности формирования базы калибровочных данных широкого класса компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах за счет существенного увеличения относительного вклада реальных измерений и трехкратного сокращения числа моделей, применяемых при калибровке.
Технический результат достигается тем, что в способе калибровки компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах, включающем облучение модели подвижной платформы с нерегулярной решеткой антенных элементов модельным радиосигналом с вертикальной поляризацией от модельного реперного источника на множестве калибровочных частот и из множества азимутальных калибровочных направлений, прием модельных радиосигналов антенными элементами, измерение и запись относительных фаз и амплитуд принятых радиосигналов при всех комбинациях калибровочных частот и азимутальных направлений, определение пеленгов на источник принятых радиосигналов с использованием фаз и амплитуд, сравнение пеленгов, полученных на смежных частотах, и выбор распределения сокращенного множества калибровочных частот, согласно изобретению, в качестве реперных источников облучения реальной платформы при калибровке на сокращенном множестве частот используют реальные передатчики с известными координатами, моделируют зоны поверхностных и ионосферных волн реперных передатчиков, а также траектории прихода ионосферного многолучевого радиосигнала каждого передатчика на линию текущего курса перемещающейся платформы, вычисляют пространственные координаты точек калибровки, в которых радиосигнал идентифицирован как однолучевой, принимают в ходе естественного перемещения реальной платформы в пространстве радиосигналы передатчиков при всех комбинациях сокращенного множества калибровочных частот и азимутально-угломестных направлений и формируют двухсегментную базу калибровочных данных, включающую сегмент поверхностных волн и сегмент ионосферных волн.
Возможны частные случаи осуществления способа:
1. Идентификацию радиосигнала передатчика и вычисление пространственных координат точек калибровки осуществляют путем сравнения амплитуд отдельных ионосферных лучей передатчика в каждой точке на линии курса платформы, идентификации радиосигнала передатчика как однолучевого при наличии доминирующего луча, расчета угла места прихода радиосигнала в каждой точке на линии курса платформы, где радиосигнал идентифицирован как однолучевой, формирования списка точек калибровки в соответствии с заданным шагом калибровки по углу места.
Это приводит к повышению эффективности вычисления пространственных координат точек калибровки.
2. Формирование двухсегментной базы калибровочных данных осуществляют путем приема и записи радиосигнала передатчика при циркуляции платформы по азимуту в выбранных точках калибровки.
Это приводит к сокращению времени формирования базы калибровочных данных на одной частоте.
3. Формирование двухсегментной базы калибровочных данных также осуществляют путем приема и записи радиосигнала передатчика при циркуляции платформы по азимуту в точке калибровки, в которую однолучевые радиосигналы нескольких передатчиков приходят одновременно.
Это приводит к дополнительному сокращению времени формирования базы калибровочных данных за счет одновременного формирования калибровочных данных на нескольких частотах.
Предложенный способ, в отличие от прототипа, базируется:
- на реальных измерениях, получаемых по реальным сигналам поверхностных и ионосферных волн, принимаемым реальной антенной решеткой, размещенной на реальной подвижной платформе;
- на одной, высоко адекватной модели канала распространения ДКМВ, в силу возможности ее коррекции с применением средств текущей диагностики ионосферы.
Таким образом, за счет сокращения числа применяемых при калибровке моделей с трех до одной и за счет дополнительной информации, получаемой в результате существенного увеличения относительного вклада реальных измерений, удается решить поставленную задачу с достижением указанного технического результата.
Операции способа поясняются чертежами:
Фиг.1. Структурная схема устройства, реализующего предложенный способ калибровки.
Фиг.2. Схема предварительного выбора точек калибровки с использованием модельных траекторий прихода радиосигнала реперного передатчика на линию курса платформы.
Фиг.3. Схема калибровки компьютерно-интерферометрической системы, размещенной на подвижной платформе, по радиосигналам нескольких передатчиков.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения станут понятными при рассмотрении работы устройства, в котором реализуется предложенный способ (фиг.1).
Устройство, в котором реализуется предложенный способ, содержит подсистему моделирования электродинамических параметров подвижной платформы (ПП) 1, блок выбора реперных источников радиоизлучения (ИРИ) 2, блок моделирования траекторий и вычисления координат 3, блок сравнения 4, формирователь базы калибровочных данных 5, блок обнаружения сигнала и формирования амплитудно-фазового распределения (АФР) 6, N-канальный вычислитель быстрого преобразования Фурье (БПФ) 7, N-канальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, N-канальное радиоприемное устройство (РПУ) 9, антенную решетку из N антенных элементов 10.
Второй вход блока 2 используется для приема данных от внешней базы реперных ИРИ. Второй вход блока 3 предназначен для приема данных от внешних систем текущей диагностики ионосферы. Третий вход блока 3 совместно со вторым входом блока 4 используется для сопряжения с системой управления подвижной платформы (СУПП). Второй выход блока сравнения 4 подключен ко второму входу АЦП 8. Третий выход блока 4 предназначен для выдачи в СУПП команды начала очередного цикла калибровки. Второй вход блока обнаружения 6 также подключен к первому выходу блока 4.
Подсистема 1 является вычислительным устройством и предназначена для сокращения числа исходно равноотстоящих частот калибровки, что является необходимым условием сокращения времени калибровки реальной системы на реальной платформе. Подсистема 1 может размещаться вне подвижной платформы. В этом случае подсистема 1 сопрягается с блоком 2 по каналам спутниковой или ДКМВ связи. В основе функционирования подсистемы 1 лежит сопоставление пеленгов, получаемых на смежных частотах модельной измерительной системой, размещенной на модельной платформе, в результате ее облучения модельными калибровочными сигналами. В качестве облучаемой модели платформы используется цифровая модель платформы. Использование натурно-масштабной модели платформы с соответствующим испытательным оборудованием эффективно при размещении подсистемы 1 вне подвижной платформы.
Блок 2 также является вычислительным устройством и предназначен для выбора реперных ИРИ, излучающих на сокращенном множестве калибровочных частот, и сопрягается по каналам спутниковой или ДКМВ связи с внешней базой реперных ИРИ, размещенной, например, на серверах всемирной сети Интернет.
Блок 3 также является вычислительным устройством и предназначен:
- для цифрового моделирования параметров поверхностного и ионосферного каналов распространения сигналов реперных передатчиков;
- для корректировки параметров ионосферного канала по данным вертикального или наклонного зондирования ионосферы;
- для формирования модельных траекторий распространения сигналов реперных ИРИ;
- для вычисления пространственных координат точек калибровки как точек пересечения модельных траекторий сигнала каждого реперного передатчика с линией движения реальной платформы, параметры которой непрерывно поступают от СУПП.
Системы зондирования ионосферы могут размещаться на платформе или в различных точках земного геоида. В последнем случае данные результатов зондирования поступают в блок 3 по каналам спутниковой или ДКМВ связи.
Блок 4 также является вычислительным устройством и предназначен для хранения рассчитанных пространственных координат точек калибровки и их сравнения с текущими пространственными координатами платформы, а также формирования сигнала начала очередного цикла калибровки.
Элементы решетки 10 нерегулярно распределены по корпусу ПП.
РПУ 9 выполнено в N-канальном варианте. Каждый канал РПУ 9 состоит из частотно-избирательного полосового фильтра и усилителя. Другими словами, аналоговая часть устройства построена по принципу прямого усиления.
Вычислитель 7 содержит N устройств БПФ, что обеспечивает максимальное быстродействие при преобразовании сигналов с выходов N антенн.
Способ калибровки компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах осуществляется следующим образом.
В подсистеме 1 (фиг.1) с целью сокращения числа частот, на которых должна быть выполнена калибровка реальной измерительной системы в ходе естественного перемещения платформы, используются: модель платформы с модельной антенной решеткой, модельный облучающий сигнал и алгоритм пеленгования. При этом выполняются следующие действия по преобразованию модельных сигналов:
- облучается модель платформы с нерегулярной решеткой антенных элементов модельными радиосигналами с вертикальной поляризацией на множестве калибровочных частот и из множества азимутальных калибровочных направлений при нулевом значении угла места (β=0);
- принимаются модельные сигналы антеннами модельной решетки;
- измеряются и записываются относительные фазы и амплитуды принятых радиосигналов при всех комбинациях калибровочных частот и азимутальных направлений;
- определяются пеленги на источник принятых радиосигналов с использованием запомненных амплитуд и фаз.
Измерение амплитуд и фаз записанных сигналов, а также определение пеленгов на источники сигналов выполняются по известным алгоритмам цифровой обработки [3];
- сравниваются найденные пеленги на смежных частотах;
- смежные частоты, на которых разность пеленгов не превышает заранее установленного порога, объединяются в группы.
Значение порога выбирается исходя из требуемой точности формирования калибровочных данных;
- в каждой группе объединенных частот выбирается одна, как правило, средняя частота, то есть формируется распределение сокращенного множества калибровочных частот, которые используются при последующей калибровке реальной системы на реальной платформе.
В результате выполнения в подсистеме 1 перечисленных операций над модельными сигналами автоматически выбирается сокращенное множество калибровочных частот (примерно 100 частот в диапазоне 1-30 МГц). При этом более плотное распределение калибровочных частот автоматически формируется в полосах, где измеренные пеленги изменяются относительно быстро, например, из-за явлений резонанса элементов платформы (мачты, надстройки и т.д.). В полосах частот с относительно медленным изменением измеренных пеленгов автоматически формируется менее плотное распределение калибровочных частот.
Значения калибровочных частот сокращенного множества поступают в блок 2.
В блоке 2 из реальных радиопередатчиков, параметры которых поступают из внешней базы реперных ИРИ, выбираются в качестве реперных те передатчики, которые излучают из точек пространства с известными координатами на сокращенном множестве калибровочных частот. В состав реперных источников включаются радиопередатчики различного назначения, обеспечивающие необходимые условия для качественной калибровки (достаточную для надежных измерений амплитуд и фаз мощность излучения, стабильность частоты и т.д.) или специально выделенные для этих целей.
Частота и координаты выбранных реперных ИРИ, параметры текущего состояния ионосферы от внешних систем текущей диагностики и параметры линии движения реальной платформы от СУПП поступают в блок моделирования траекторий 3.
В блоке 3 моделируются зоны поверхностных и ионосферных волн реперных передатчиков, а также траектории прихода ионосферного многолучевого радиосигнала каждого передатчика на линию текущего курса перемещающейся платформы.
Кроме того, в блоке 3 по модельным траекториям определяются направления прихода однолучевых радиосигналов выбранных передатчиков и вычисляются пространственные координаты точек калибровки.
В зоне поверхностных волн каждого реперного передатчика в качестве точек калибровки выбирается любая из точек на линии текущего курса перемещающейся платформы, точки 1, 2, 3 (фиг.2). Понятно, что в зоне поверхностных волн радиосигнал реперного передатчика, размещенного на земном геоиде, наблюдается под нулевым углом места (β=0).
В зоне ионосферных волн для каждого реперного передатчика:
- моделируются ионосферные траектории прихода многолучевого радиосигнала каждого передатчика на линию текущего курса перемещающейся платформы.
Очевидно, что в точках приема, находящихся в зоне ионосферных волн передатчика, точки 4-20 (фиг.2), его радиосигнал наблюдается под отличающимися от нуля углами места (β>0).
При моделировании траекторий распространения радиосигналов реперных передатчиков (фиг.2) используется Международная справочная модель ионосферы IRI-2001 [4].
Для повышения адекватности модели ионосферы в блоке 3 используются данные текущего вертикального и наклонного зондирования ионосферы, поступающие от внешних систем текущей диагностики (фиг.1), что обеспечивает определение углов прихода сигнала с погрешностью, не превышающей 0,5 градуса [5, 6];
- сравниваются амплитуды отдельных ионосферных лучей передатчика в каждой точке на линии курса платформы, точки 4-20 (фиг.2), и при наличии луча с амплитудой, превышающей амплитуды других лучей не менее чем на 6 дБ, радиосигнал передатчика идентифицируется как однолучевой, точки Т1, Т2, Т3,...,Т7 (фиг.2);
- рассчитывается и запоминается угол места прихода радиосигнала передатчика в каждой точке на линии курса платформы, где радиосигнал идентифицирован как однолучевой, углы 
, 
, 
... (фиг.2), где верхний индекс означает номер передатчика.
После этого формируется список точек калибровки по радиосигналу отдельного передатчика в соответствии с заданным шагом калибровки по углу места следующим образом:
- выбирается первый рассчитанный угол и находится наименьшая разность с углами места, соответствующими ранее выбранным точкам калибровки;
- сравнивается наименьшая разность углов со значением заданного шага калибровки по углу места;
- при превышении наименьшей разности углов заданного шага в качестве точки калибровки выбирается точка, соответствующая рассчитанному углу прихода однолучевого радиосигнала передатчика.
После чего выбирается следующий рассчитанный угол и процесс выбора очередной точки калибровки при использовании радиосигнала реперного передатчика повторяется.
Пример возможного распределения выбранных точек калибровки на линии курса корабля (точки Т1, Т2, Т3, ...,Т7) по ионосферному радиосигналу одного передатчика Р1 представлен на фиг.2. В данном примере распределение выбранных точек калибровки совпало с распределением точек, в которых радиосигнал передатчика идентифицируется как однолучевой, так как ни в одной из этих точек калибровка еще не проводилась.
После выбора точек калибровки по радиосигналам всех реперных передатчиков в блоке 3 сравниваются координаты выбранных точек и выбираются точки калибровки, в которые однолучевые радиосигналы нескольких передатчиков приходят одновременно. Это обеспечивает возможность калибровки в одной пространственной точке одновременно на нескольких частотах и позволяет сократить время формирования базы калибровочных данных.
Пример возможного распределения выбранных точек калибровки на линии курса корабля (точки Т1, Т2, Т3,...,Т7, Т8) по ионосферным радиосигналам двух передатчиков Р1 и Р2 представлен на фиг.3. При этом радиосигнал первого передатчика Р1 будет использоваться при калибровке в точках Т1, Т2, Т3,...,Т7, радиосигнал второго передатчика Р2 - в точках Т2, Т4, Т5, Т8, а радиосигналы обоих передатчиков Р1 и Р2 будут использоваться одновременно в точках Т2, Т4, Т5.
Координаты выбранных точек калибровки и соответствующие значения частоты, азимута и угла места радиосигналов передатчиков запоминаются в блоке 3 и поступают в блок 4.
В блоке 4 выполняются следующие действия:
- непрерывно сравниваются текущие координаты движущейся платформы и координаты выбранных точек калибровки;
- при совпадении координат формируется команда начала очередного цикла калибровки.
Команда начала очередного цикла калибровки с выхода блока 4 поступает на вход СУПП, вход АЦП 8. Этот же сигнал поступает на вход формирователя 5 и блока обнаружения 6 совместно со значением частоты калибровки и углов прихода радиосигнала одного или нескольких передатчиков.
Калибровка может выполняться без изменения режима движения платформы. При этом в каждой точке пространства будут получены данные калибровки только по одному угловому направлению на каждый передатчик.
Более эффективным с точки зрения сокращения времени формирования базы калибровочных данных является вариант калибровки в режиме циркуляции платформы по азимуту в текущей точке калибровки, который используется при дальнейшем описании устройства.
По сигналу начала очередного цикла калибровки от блока 4 СУПП переводит платформу в режим циркуляции по азимуту в текущей точке калибровки. Одновременно обеспечивается синхронизация АЦП 8, формирователя 5 и блока обнаружения 6.
Пусть текущей точкой калибровки является точка Т2 (фиг.3).
В этом случае однолучевой сигнал передатчика Р1 и однолучевой сигнал передатчика Р2 принимаются решеткой из N антенн. В результате формируется ансамбль сигналов xn(t), зависящих от времени t, где n=1,...,N - номер антенны.
Полученные сигналы xn(t) синхронно преобразуются АЦП 8 в цифровые сигналы xn(z), где z - номер временного отсчета сигнала.
В вычислителе 7 из цифровых сигналов xn(z) на заданном временном интервале определяются комплексные спектральные плотности сигнала, принятого каждой антенной. Определение спектральных плотностей возможно применением гребенки цифровых фильтров или, что, как правило, более эффективно с вычислительной точки зрения, алгоритма БПФ.
В блоке обнаружения 6 найденные спектральные плотности используются для определения частотных полос фактически занимаемых сигналами передатчиков P1 и Р2. Для этого могут применяться различные алгоритмы, например алгоритм корреляционного обнаружения [3]. Данный алгоритм предусматривает нахождение взаимной корреляции амплитудно-фазовых распределений, полученных из спектральных плотностей на смежных по отношению к каждой частоте калибровки частотах. Это эквивалентно анализу угловой близости отдельных составляющих поля сигнала каждого передатчика. В результате сравнения уровня взаимной корреляции с порогом принимаются решения об обнаружении и областях локализации по частоте сигналов первого Р1 и второго P2, передатчиков. После этого спектральные плотности объединяются в выявленных областях локализации в результирующие сигналы амплитудно-фазовых распределений, соответствующих принятым сигналам первого P1 и второго Р2 передатчиков.
Описанные операции обеспечивают выделение полезного сигнала из шумов и помех, что исключает возможные аномальные ошибки при последующем формировании калибровочных данных. Полученные сигналы амплитудно-фазовых распределений поступают в формирователь 5.
В формирователе 5 записываются сигналы амплитудно-фазовых распределений принимаемых сигналов от первого Р1 и второго Р2 передатчиков для всего множества калибровочных направлений по азимуту в текущей точке калибровки.
Аналогичные операции по обработке сигналов в формирователе 5, блоке обнаружения 6, вычислителе 7 и АЦП 8 повторяются во всех точках калибровки.
Таким образом, по командам блока 4 реальные сигналы реперных передатчиков при циркуляции платформы по азимуту в выбранных точках калибровки принимаются решеткой 10, усиливаются РПУ 9, преобразуются АЦП 8, вычислителем 7, блоком обнаружения 6 и записываются формирователем 5.
Это обеспечивает эффективное формирование двухсегментной базы калибровочных данных путем приема и записи радиосигналов на одной или одновременно на нескольких частотах при циркуляции платформы по азимуту в выбранных точках калибровки.
Из приведенного описания следует, что устройство, реализующее предложенный способ, обеспечивает формирование поверхностного и ионосферного сегментов базы калибровочных данных с требуемой дискретностью по частоте, азимуту и углу места. Работа устройства базируется на одной, высоко адекватной модели канала распространения ДКМВ, а также на реальных измерениях, получаемых по реальным сигналам поверхностных и ионосферных волн, принимаемым реальной антенной решеткой, размещенной на реальной подвижной платформе.
Таким образом, предложенный способ обеспечивает повышение точности формирования базы калибровочных данных широкого класса компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах за счет дополнительной информации, получаемой в результате существенного увеличения относительного вклада реальных измерений, и трехкратного сокращения числа моделей, применяемых при калибровке.
Для реализации предложенного способа достаточно наличие реперных источников на специально отобранных частотах рабочего диапазона. Кроме того, один и тот же реперный источник ДКМВ в зависимости от расстояния до платформы может использоваться для формирования как поверхностного, так и ионосферного сегментов базы калибровочных данных.
Неоспоримым преимуществом предложенного способа является возможность непрерывной коррекции как поверхностного, так и ионосферного сегментов базы калибровочных данных на протяжении всего жизненного цикла широкого класса измерительных систем, размещаемых на подвижных платформах.
Источники информации
1. US, патент, 4992796, кл. G 01 S 13/48, 1991 г.
2. US, патент, 6720911 В2, кл. G 01 S 7/40, G 01 S 13/48, 2004 г.
3. RU, патент, 2190236, кл. 7 G 01 S 5/04, 2000 г.
4. Bilitza D. Ionospheric Models for Radio Propagation Studies // The review of radio science 1999-2002 / Ed. W. Ross Stone, IEEE Press. 2002. PP.625-679.
5. Барабашов Б.Г., Вертоградов Г.Г., Хонду А.А. Оценка эффективности использования вертикального зондирования в угломерно-дальномерных комплексах диапазона дециметровых радиоволн // Радиотехника, 1987, №9. С.3-7.
6. Барабашов Б.Г., Вертоградов Г.Г. Влияние анизотропных и пространственных неоднородностей ионосферы на точность определения координат источников радиоизлучения угломерными комплексами // Труды НИИР, 1985, №4, с.33-38.
Claims (4)
1. Способ калибровки компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах, включающий облучение модели подвижной платформы с нерегулярной решеткой антенных элементов модельным радиосигналом с вертикальной поляризацией от модельного реперного источника на множестве калибровочных частот и из множества азимутальных калибровочных направлений, прием модельных радиосигналов антенными элементами, измерение и запись относительных фаз и амплитуд принятых радиосигналов при всех комбинациях калибровочных частот и азимутальных направлений, определение пеленгов на источник принятых радиосигналов с использованием амплитуд и фаз, сравнение пеленгов, полученных на смежных частотах, и выбор распределения сокращенного множества калибровочных частот, отличающийся тем, что в качестве реперных источников облучения реальной платформы при калибровке на сокращенном множестве частот используют реальные передатчики с известными координатами, моделируют зоны поверхностных и ионосферных волн реперных передатчиков, а также траектории прихода ионосферного многолучевого радиосигнала каждого передатчика на линию текущего курса перемещающейся платформы, вычисляют пространственные координаты точек калибровки, в которых радиосигнал передатчика идентифицирован как однолучевой, принимают в ходе естественного перемещения реальной платформы в пространстве радиосигналы передатчиков при всех комбинациях сокращенного множества калибровочных частот и азимутально-угломестных направлений и формируют двухсегментную базу калибровочных данных, включающую сегмент поверхностных волн и сегмент ионосферных волн.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что идентификацию радиосигнала передатчика и вычисление пространственных координат точек калибровки осуществляют путем сравнения амплитуд отдельных ионосферных лучей передатчика в каждой точке на линии курса платформы, идентификации луча, расчета угла места прихода радиосигнала в каждой точке на линии курса платформы, где радиосигнал идентифицирован как однолучевой, формирования списка точек калибровки в соответствии с заданным шагом калибровки по углу места.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что формирование двухсегментной базы калибровочных данных осуществляют путем приема и записи радиосигнала передатчика при циркуляции платформы по азимуту в выбранных точках калибровки.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что формирование двухсегментной базы калибровочных данных также осуществляют путем приема и записи радиосигнала передатчика при циркуляции платформы по азимуту в точке калибровки, в которую однолучевые радиосигналы нескольких передатчиков приходят одновременно.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005108276/09A RU2284043C1 (ru) | 2005-03-23 | 2005-03-23 | Способ калибровки компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005108276/09A RU2284043C1 (ru) | 2005-03-23 | 2005-03-23 | Способ калибровки компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2284043C1 true RU2284043C1 (ru) | 2006-09-20 |
Family
ID=37113955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005108276/09A RU2284043C1 (ru) | 2005-03-23 | 2005-03-23 | Способ калибровки компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2284043C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2470315C1 (ru) * | 2011-04-28 | 2012-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Способ компьютерно-интерферометрического обнаружения-пеленгования радиосигналов с расширенным спектром |
| RU2505831C2 (ru) * | 2012-05-04 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро автоматики" | Радиопеленгатор |
| RU2640354C1 (ru) * | 2016-11-14 | 2017-12-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ комплексной калибровки пеленгатора - корреляционного интерферометра на мобильном носителе |
| RU2660026C1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-07-04 | Сергей Александрович Полищук | Способ и устройство для калибровки приемника данных измерения |
-
2005
- 2005-03-23 RU RU2005108276/09A patent/RU2284043C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2470315C1 (ru) * | 2011-04-28 | 2012-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Способ компьютерно-интерферометрического обнаружения-пеленгования радиосигналов с расширенным спектром |
| RU2505831C2 (ru) * | 2012-05-04 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро автоматики" | Радиопеленгатор |
| RU2640354C1 (ru) * | 2016-11-14 | 2017-12-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ комплексной калибровки пеленгатора - корреляционного интерферометра на мобильном носителе |
| RU2660026C1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-07-04 | Сергей Александрович Полищук | Способ и устройство для калибровки приемника данных измерения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109283536B (zh) | 一种多波束测深声呐水体成像波束形成方法 | |
| RU2440588C1 (ru) | Способ пассивного радиомониторинга воздушных объектов | |
| RU2291464C2 (ru) | Способ измерения угла места целей при наличии отражений принимаемого эхосигнала от земной поверхности и импульсная наземная трехкоординатная радиолокационная станция для его реализации | |
| WO2011093805A1 (en) | A system and a method for simultaneous position, mutual coupling and gain/phase calibration of antenna arrays | |
| CN110530510B (zh) | 一种利用线性声阵列波束形成的声源辐射声功率测量方法 | |
| RU2284043C1 (ru) | Способ калибровки компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах | |
| RU2529355C2 (ru) | Способ определения пространственного распределения ионосферных неоднородностей | |
| KR101564729B1 (ko) | 위상배열 레이더의 배열면 정렬 방법 | |
| RU2524401C1 (ru) | Способ обнаружения и пространственной локализации подвижных объектов | |
| RU2410712C1 (ru) | Способ обнаружения воздушных объектов | |
| RU2225991C2 (ru) | Навигационная гидроакустическая станция освещения ближней обстановки | |
| RU2399062C1 (ru) | Ионосферный зонд-радиопеленгатор | |
| RU2305294C2 (ru) | Способ пеленгации с учетом корреляционной взаимосвязи между лучами | |
| Fu et al. | A low SNR and fast passive location algorithm based on virtual time reversal | |
| RU2529483C1 (ru) | Способ скрытной радиолокации подвижных объектов | |
| RU2524399C1 (ru) | Способ обнаружения малоразмерных подвижных объектов | |
| RU2723145C1 (ru) | Способ и устройство обнаружения шумящих в море объектов бортовой антенной | |
| RU2422846C1 (ru) | Способ калибровки декаметрового радиопеленгатора-дальномера | |
| RU2444756C1 (ru) | Способ обнаружения и локализации воздушных объектов | |
| RU2444753C1 (ru) | Способ радиоконтроля воздушных объектов | |
| RU2309425C2 (ru) | Способ калибровки радиопеленгатора-дальномера | |
| KR20210044079A (ko) | 지향성 배열 센서 기반의 원격 연안 음향 토모그래피 시스템 | |
| RU2768011C1 (ru) | Способ одноэтапного адаптивного определения координат источников радиоизлучений | |
| RU2591030C1 (ru) | Гидроакустический комплекс для обнаружения движущегося источника звука, измерения азимутального угла на источник и горизонта источника звука в мелком море | |
| US11899098B2 (en) | System and method for testing a radar under test |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130506 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190324 |