RU2297718C1 - Mode of definition of the coordinates of mobile stations - Google Patents

Mode of definition of the coordinates of mobile stations Download PDF

Info

Publication number
RU2297718C1
RU2297718C1 RU2005124953/09A RU2005124953A RU2297718C1 RU 2297718 C1 RU2297718 C1 RU 2297718C1 RU 2005124953/09 A RU2005124953/09 A RU 2005124953/09A RU 2005124953 A RU2005124953 A RU 2005124953A RU 2297718 C1 RU2297718 C1 RU 2297718C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
time
coordinates
signal
base station
mobile
Prior art date
Application number
RU2005124953/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Анатольевич Слепеньков (RU)
Аркадий Анатольевич Слепеньков
Константин Викторович Устинов (RU)
Константин Викторович Устинов
Дмитрий Владимирович Царик (RU)
Дмитрий Владимирович Царик
Игорь Владимирович Царик (RU)
Игорь Владимирович Царик
Олег Владимирович Царик (RU)
Олег Владимирович Царик
Original Assignee
Аркадий Анатольевич Слепеньков
Константин Викторович Устинов
Дмитрий Владимирович Царик
Игорь Владимирович Царик
Олег Владимирович Царик
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 Аркадий Анатольевич Слепеньков, Константин Викторович Устинов, Дмитрий Владимирович Царик, Игорь Владимирович Царик, Олег Владимирович Царик filed Critical Аркадий Анатольевич Слепеньков
Priority to RU2005124953/09A priority Critical patent/RU2297718C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2297718C1 publication Critical patent/RU2297718C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: the invention refers to the field of radio technique and may be used in the position finding systems of the mobile stations of communications systems.
SUBSTANCE: the mode includes evaluation of a relative time delay by way of measuring divergence of the incoming time of the signal from a mobile station relatively to the reference time scale formed at measuring the time structure of the signal of the base station whose location is considered known, the distance from the base station to the mobile station is defined on the basis of time delay transmitted in the signal of the base station, two relative time delays in two standing positions of the measurer with known coordinates are evaluated, two hyperbolic lines of position defined by two relative time delays are calculated, the hyperbolic lines of positions with taking into consideration the distances from the base station to a mobile station are corrected, the coordinates of the mobile station are defined by way of calculating the point of intersection of two hyperbolic lines of position.
EFFECT: definition of the coordinates of mobile stations of communications systems with frequency-time division of channels.
5 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к пассивным системам радиоконтроля, и, в частности, может быть использовано в системах местоопределения мобильных станций систем связи с частотно-временным разделением каналов.The invention relates to the field of radio engineering, namely to passive radio monitoring systems, and, in particular, can be used in the location systems of mobile stations of communication systems with time-frequency division of channels.

Известны способы, которые могут быть использованы для определения координат источников радиоизлучений (ИРИ), например:Known methods that can be used to determine the coordinates of radio emission sources (IRI), for example:

1. Угломерный способ местоопределения [1, 5]. 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, 5]. 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.

Недостатком указанного способа является необходимость использования достаточно сложных средств радиопеленгования и канала связи между ними.The disadvantage of this method is the need to use fairly sophisticated means of direction finding and a communication channel between them.

2. Разностно-дальномерный способ [1, 5] 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, 5] 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 минимум трех измерительных пунктов;- the need to use at least three measuring points;

- 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] приведен способ определения местоположения мобильной станции в системах мобильной радиосвязи, однако область его применения ограничивается собственно самими системами мобильной радиосвязи для обеспечения функционирования мобильных систем связи, т.е. рассматривается задача определения координат мобильной станции на основе измерений времени прихода сигнала на несколько базовых станций и не применим для автономных систем местоопределения, в частности в интересах радиоконтроля данных систем.3. In [2], a method is described for determining the location of a mobile station in mobile radio communication systems, however, its field of application is limited to the mobile radio communication systems themselves to ensure the functioning of mobile communication systems, i.e. the problem of determining the coordinates of a mobile station based on measurements of the time of arrival of a signal at several base stations is considered and is not applicable for autonomous positioning systems, in particular in the interests of radio monitoring of these systems.

Из известных способов наиболее близким аналогом (прототипом) [3] предлагаемого способа по технической сущности является способ местоопределения источников радиоизлучений, заключающийся в измерении направления на источник радиоизлучений, оценки относительной временной задержки путем оценки расхождения времени прихода сигнала от источника относительно опорной временной шкалы, сформированной на основе оценки временной структуры сигнала источника, местоположение которого полагается известным, а координаты источника радиоизлучений вычисляются как точка пересечения линии направления на источник и гиперболической линии положения, определяемой на основе сравнения оценок расхождения времени прихода сигналов по времени от источников с известным и оцениваемым местоположением, функционирующих в единой системе синхронизации цифровыми (дискретными) видами сигналов.Of the known methods, the closest analogue (prototype) [3] of the proposed method according to the technical essence is the method of determining the sources of radio emissions, which consists in measuring the direction to the source of radio emissions, estimating the relative time delay by estimating the difference in the arrival time of the signal from the source relative to the reference time scale formed on based on the estimation of the temporal structure of the source signal, the location of which is assumed to be known, and the coordinates of the source of radio emissions in is computed as the intersection point of the direction line of the source and hyperbolic lines of position determined by comparing the count time differences of arrival time of signals from sources with known locations are measured and operating in a single system synchronization digital (discrete) kinds of signals.

Функционирование системы местоопределения в соответствии со способом-прототипом происходит следующим образом.The functioning of the positioning system in accordance with the prototype method is as follows.

На станции радиоконтроля (измерителе) производят оценку направления на источник радиоизлучений, координаты которого подлежат оценке, формируют оценку опорной временной шкалы главной станции сети, в которой функционирует ИРИ, оценивают время прихода источника и вычисляют расхождение от ближайшего (по времени) маркера опорной временной шкалы и времени прихода сигнала от источника, затем на основе полученных данных и координатах измерителя и главной станции вычисляют координаты путем решения системы уравнений для линии пеленга и гиперболической линии положения.At the radio monitoring station (meter), the direction to the source of radio emissions, the coordinates of which are to be estimated, is estimated, the reference time scale of the main station of the network in which the IRI operates is estimated, the source arrival time is estimated and the difference from the nearest (in time) marker of the reference time scale is calculated and the time of arrival of the signal from the source, then based on the received data and the coordinates of the meter and the main station, coordinates are calculated by solving a system of equations for the bearing line and hyperb netocrystalline line position.

Недостатки способа прототипа:The disadvantages of the prototype method:

1. Низкая точность оценки координат источника излучения применительно к мобильным станциям систем связи с частотно-временным разделением каналов вследствие неучета особенностей сигналообразования в данных системах.1. The low accuracy of estimating the coordinates of the radiation source as applied to mobile stations of communication systems with time-frequency channel separation due to the neglect of signal generation features in these systems.

2. Необходимость использования радиопеленгатора с достаточно сложной антенной системой и многоканального радиоприемного устройства.2. The need to use a direction finder with a rather complex antenna system and a multi-channel radio receiver.

Целью настоящего изобретения является разработка способа, обеспечивающего повышение точности оценки координат мобильных абонентов систем связи с частотно-временным разделением каналов и упрощение технических средств радиоконтроля.The aim of the present invention is to develop a method that improves the accuracy of estimation of coordinates of mobile subscribers of communication systems with time-frequency division of channels and simplification of technical means of radio monitoring.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе местоопределения ИРИ, включающем в себя измерение направления на ИРИ, оценки относительной временной задержки путем оценки расхождения времени прихода сигнала от источника относительно опорной временной шкалы, сформированной на основе оценки временной структуры сигнала источника, местоположение которого полагается известным, а координаты источника радиоизлучений вычисляются как точка пересечения линии направления на источник и гиперболической линии положения, определяемой на основе сравнения оценок расхождения времени прихода сигналов по времени от источников с известным и оцениваемым местоположением, функционирующих в единой системе синхронизации цифровыми (дискретными) видами сигналов, исключают операцию измерения пеленга, а гиперболическая линия положения, построенная на основе оценки расхождения времени прихода сигнала от источника относительно опорной временной шкалы, сформированной на основе оценки временной структуры сигнала базовой станции, местоположение которой полагается известным, корректируется с учетом временной задержки от базовой станции до мобильной станции, передаваемой в интервале доступа в процессе сеанса связи, при этом идентичные измерения производят при перемещении измерителя во второй точке стояния, а координаты мобильной станции определяют путем вычисления точки пересечения двух гиперболических (эллиптических) линий положения.This goal is achieved by the fact that in the known method of determining the IRI, which includes measuring the direction to the IRI, estimating the relative time delay by estimating the difference in the time of arrival of the signal from the source relative to the reference time scale, formed on the basis of an estimate of the time structure of the source signal, the location of which is assumed to be known , and the coordinates of the source of radio emissions are calculated as the point of intersection of the direction line to the source and the hyperbolic position line, defined d based on a comparison of estimates of the difference in time of arrival of signals in time from sources with a known and estimated location, operating in a single synchronization system with digital (discrete) types of signals, the bearing measurement operation is excluded, and a hyperbolic position line constructed on the basis of an estimate of the difference in time of arrival of a signal from the source relative to the reference time scale, formed on the basis of an estimate of the time structure of the signal of the base station, the location of which is assumed to be known, to rectified taking into account the time delay from the base station to the mobile station transmitted in the access interval during the communication session, while identical measurements are made when the meter is moved to the second standing point, and the coordinates of the mobile station are determined by calculating the intersection point of two hyperbolic (elliptic) position lines .

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается введением новой операции - анализа интервала доступа сеанса связи мобильной станции и учет информации о расстоянии от мобильной станции (МС) до базовой станции (БС) с соответствующей корректировкой гиперболической (эллиптической) линии положения. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".Comparative analysis with the prototype shows that the claimed method differs by the introduction of a new operation - analysis of the access interval of the communication session of the mobile station and accounting for information about the distance from the mobile station (MS) to the base station (BS) with the corresponding adjustment of the hyperbolic (elliptical) position line. Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of "novelty."

Исходными данными (условиями) для реализации способа определения координат являются:The source data (conditions) for the implementation of the method for determining the coordinates are:

- мобильная станция функционирует в системе связи с частотно-временным разделением каналов;- the mobile station operates in a communication system with time-frequency division of channels;

- координаты БС и точек стояния измерителя известны.- BS coordinates and meter standing points are known.

Сравнение заявляемого способа с другими аналогичными способами показывает необходимость выполнения известных операций - измерение времени прихода сигналов. Однако введение перечисленной совокупности исходных данных, учет специфических особенностей сигналообразования в системах связи с частотно-временным разделением каналов и введение второго измерения временных параметров позволило отказаться от необходимости измерения пеленга. При этом вместо разности времени прихода сигналов на несколько разнесенных в пространстве пунктов радиоконтроля используется оценка расхождения времени прихода сигнала и опорной временной шкалы и информации о расстоянии от мобильной станции до БС, кроме того, достаточно только два измерения указанных параметров, 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 time of arrival of signals. However, the introduction of the above set of source data, taking into account the specific features of signal generation in communication systems with time-frequency division of channels and the introduction of a second measurement of time parameters made it possible to abandon the need to measure the bearing. In this case, instead of the difference in the arrival time of signals at several radio monitoring points spaced in space, an estimate is used of the difference in the arrival time of the signal and the reference time scale and information about the distance from the mobile station to the BS, in addition, only two measurements of these parameters are sufficient, which allows us to conclude that the proposed method to the criterion of "significant differences".

Для пояснения сущности изобретения рассмотрим особенности функционирования систем связи с частотно-временным разделением каналов на примере системы связи стандарта GSM (следует отметить, что указанные ниже особенности присущи практически всем системам связи с частотно-временным разделением каналов [4]). Первая установка соединения абонента с БС осуществляется по направлению "вверх" (направление от абонента к БС). Данное соединение происходит в виде пакета доступа (АВ - access burst) по каналу параллельного доступа (RACH - random access channel). Основной характеристикой пакета доступа является то, что кроме последовательности синхронизации (49 бит) и битов кодирования (39 бит) передается информация о временной задержке распространения сигнала от МС до БС.Информация о временной задержке передается в защитном интервале (GP - guard period), временная длительность которого составляет 68.25 бит или 252 мкс. Графическая интерпретация временных кадров представлена на фиг.1. Таким образом, при функционировании данных систем осуществляется "выравнивание" временных кадров с учетом расстояния от БС до МС с точностью до 1 бита (48/13 мкс). Данное положение не учтено в способе-прототипе, т.к. в нем предполагалось, что существует временная задержка во временных последовательностях от МС до БС, определяемая расстоянием между ними, вследствие чего при определении координат МС в данных системах точность достаточно низкая.To clarify the essence of the invention, we consider the features of the functioning of communication systems with time-frequency division of channels on the example of a communication system of the GSM standard (it should be noted that the following features are inherent in almost all communication systems with time-frequency division of channels [4]). The first installation of the subscriber’s connection with the BS is carried out in the up direction (direction from the subscriber to the BS). This connection occurs as an access burst (AB - access burst) via a parallel access channel (RACH - random access channel). The main characteristic of the access packet is that, in addition to the synchronization sequence (49 bits) and coding bits (39 bits), information on the time delay of signal propagation from MS to BS is transmitted. Information about the time delay is transmitted in the guard interval (GP - guard period), time whose duration is 68.25 bits or 252 μs. A graphical interpretation of time frames is shown in FIG. Thus, during the functioning of these systems, “alignment” of time frames is carried out taking into account the distance from the BS to the MS with an accuracy of 1 bit (48/13 μs). This provision is not considered in the prototype method, because it was assumed that there is a time delay in the time sequences from the MS to the BS, determined by the distance between them, as a result of which, when determining the coordinates of the MS in these systems, the accuracy is quite low.

На фиг.2 представлены временные диаграммы последовательностей импульсов БС, МС, получаемые на измерителе, определяемые взаимным расположением БС, МС и измерителем. При этом на фиг.2 приняты следующие обозначения: А - измеритель (пункт радиоконтроля); В-БС с известными координатами; С-МС, местоположение которой определяется; UИРИ1(t) - импульсные последовательности сигналов от БС, местоположение которой, в соответствии с перечнем ограничений, априорно известно; t1B(t1C) - время начала передачи импульса (в данном случае временной кадр, выделенной рассматриваемой БС) с периодом следования Тп=0.577 мс; t1A(t2A) - время регистрации в точке А моментов прихода сигналов от БС и МС соответственно; ΔτС,А - задержка во времени распространения сигнала от МС до измерителя (А), определяемая на основе оценки расхождения во времени момента регистрации сигнала от МС относительно опорной шкалы, сформированной на измерителе (А) по результатам оценки временной структуры сигнала от БС.Figure 2 presents the timing diagrams of the sequences of pulses BS, MS obtained on the meter, determined by the relative position of the BS, MS and the meter. In this case, in FIG. 2, the following designations are adopted: A — meter (radio monitoring point); B-BS with known coordinates; C-MS, the location of which is determined; U IRI1 (t) - pulse sequences of signals from the BS, the location of which, in accordance with the list of restrictions, is a priori known; t 1B (t 1C ) - start time of the transmission of the pulse (in this case, the time frame allocated to the considered BS) with a repetition period T p = 0.577 ms; t 1A (t 2A ) is the time of registration at point A of the moments of arrival of signals from the BS and MS, respectively; Δτ C, A is the time delay of signal propagation from the MS to the meter (A), determined on the basis of the estimate of the time difference in the moment the signal is recorded from the MS relative to the reference scale formed on the meter (A) based on the results of the estimation of the time structure of the signal from the BS.

Ключевым звеном реализации способа является обоснованное допущение о том, что алгоритм функционирования радиосети синхронной передачи данных позволяет интерпретировать сигнал, полученный от МС, как сигнал, переданный от БС и условно ретранслированный приемопередающим устройством БС через неизвестное, но целое число циклов.The key link in the implementation of the method is the justified assumption that the algorithm of the radio synchronous data transmission network allows you to interpret the signal received from the MS as a signal transmitted from the BS and conditionally relayed by the BS transceiver through an unknown but integer number of cycles.

То есть должны быть справедливы выражения:That is, the following expressions must be true:

Figure 00000002
Figure 00000002

где К - целое число периодов сигнала в интервале времени t1C-t1B; 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.

При этом радиус, определяемый временной задержкой (ТА - time advance) ΔτВС, передаваемой в защитном интервале, определяется следующим образом [4]The radius defined by a time delay (TA - time advance) Δτ sun transmitted in the guard interval, defined as follows [4]

Figure 00000003
Figure 00000003

где m=1 бит=48/13 мкс.where m = 1 bit = 48/13 μs.

Таким образом, МС очевидно располагается в одной из точек окружности радиуса R.Thus, the MS is obviously located at one of the points of the circle of radius R.

В качестве результата, в ходе оценок временных параметров входного потока, на измерителе (А) должно быть определено время запаздывания (или опережения) сигнала (Δτ1,2) от МС (точка С) относительно ближнего маркера опорной временной шкалы, сформированной на измерителеAs a result, in evaluating the time parameters of the input stream, the delay (or advance) of the signal (Δτ 1,2 ) from the MS (point C) relative to the nearest marker of the reference time scale formed on the meter should be determined on the meter (A)

Figure 00000004
Figure 00000004

при условии, что МС (точка С) топологически расположена на расстоянии, превышающем расчетный радиус (определяемый БС, местоположение которой известно), илиprovided that the MS (point C) is topologically located at a distance greater than the calculated radius (determined by the BS, the location of which is known), or

Figure 00000005
Figure 00000005

Известно, что фиксированная сумма расстояний определяет эллиптическую линию положения (3), а фиксированная разность - гиперболическую (4). Далее на основании временной задержки ΔτВС и, соответственно, радиуса R=BC эллиптическая (гиперболическая) линия положения, определяемая (3), (4), корректируется следующим образом:It is known that a fixed sum of distances determines an elliptic line of position (3), and a fixed difference determines a hyperbolic line (4). Further, based on the time delay Δτ BC and, accordingly, the radius R = BC, the elliptical (hyperbolic) position line defined by (3), (4) is adjusted as follows:

Figure 00000006
Figure 00000006

Выражение (5) определяет скорректированную эллиптическую (гиперболическую) линию положения.Expression (5) defines the corrected elliptical (hyperbolic) line of position.

Эллиптическая (гиперболическая) линия положения пересекает окружность в 4 точках, в одной из точек которой находится МС (см. фиг.3). Однако количество неоднозначных точек пересечения можно сократить до двух. Действительно, из (5) мы можем получить расстояние от измерителя до МС-АС (если сигнал от МС опережает ближайший маркер шкалы, то нужно пользоваться (3) - эллиптическая линия положения, если запаздывает, то (4) - гиперболическая линия положения). С учетом полученного расстояния и того, что МС располагается на одной из точек окружности с радиусом R, можно определить точку пересечения АС с окружностью, однако ввиду того, что у нас отсутствует информация о направлении на МС, то очевидно на окружности располагаются две равноудаленные точки от измерителя (см. фиг.3) С и С*.An elliptical (hyperbolic) position line intersects a circle at 4 points, at one of the points of which there is a MS (see figure 3). However, the number of ambiguous intersection points can be reduced to two. Indeed, from (5) we can get the distance from the meter to the MS-AC (if the signal from the MS is ahead of the nearest marker on the scale, then you need to use (3) - the elliptical position line, if it is late, then (4) - the hyperbolic position line). Taking into account the obtained distance and the fact that the MS is located on one of the points of the circle with radius R, it is possible to determine the intersection point of the AS with the circle, however, since we do not have information about the direction to the MS, it is obvious that there are two equidistant points from the circle from meter (see figure 3) C and C *.

Для устранения неоднозначности расположения МС на окружности необходимо провести аналогичные измерения во второй точке при перемещении измерителя. Повторные измерения позволят построить вторую гиперболическую (эллиптическую) линию положения, при этом совместное пересечение трех линий положения - радиальной и двух гиперболических (эллиптических) линий положения будет только в одной точке, что позволяет устранить неоднозначность в определении координат МС. На фиг.4 показаны рассматриваемые линии положения на примере эллиптических линий положения и единственная точка их пересечения, определяющая координаты МС. При этом точками А1 и А2 обозначены точки стояния передвигающегося измерителяTo eliminate the ambiguity of the location of the MS on the circle, it is necessary to carry out similar measurements at the second point when moving the meter. Repeated measurements will make it possible to construct a second hyperbolic (elliptical) position line, while the joint intersection of three position lines - radial and two hyperbolic (elliptical) position lines will be only at one point, which eliminates the ambiguity in determining the coordinates of the MS. Figure 4 shows the considered position lines on the example of elliptical position lines and the only point of intersection that defines the coordinates of the MS. In this case, points A1 and A2 indicate the standing points of the moving meter

Для вычисления координат собственно МС нам, в конечном счете, необходимо определить углы α1 и α2 двух треугольников (см. фиг.5), т.к. все остальные параметры рассматриваемой геометрической задачи нам известны. В этой связи аналогично [5, стр.234] задачу определения точки пересечения гиперболических (эллиптических) линий положежения сведем к вычислению соответствующих углов.To calculate the coordinates of the MS itself, we ultimately need to determine the angles α 1 and α 2 of two triangles (see Fig. 5), because all other parameters of the considered geometric problem are known to us. In this regard, similarly to [5, p. 234], the problem of determining the intersection point of hyperbolic (elliptic) lines of rest is reduced to calculating the corresponding angles.

Рассмотрим треугольники A1BC и А1ВС* (при этом очевидно, что все стороны данного треугольника известны), угол ∠BA1C, определяющий угол на МС, может быть найден на основе теоремы косинусов

Figure 00000007
(и соответственно ∠BA1C*), аналогично находим угол ∠BA2C (ZBA2C*). Из фиг.5 видно, что данные углы однозначно определяют координаты МС.Consider the triangles A 1 BC and A 1 BC * (it is obvious that all sides of this triangle are known), the angle ∠BA 1 C, which determines the angle on the MS, can be found on the basis of the cosine theorem
Figure 00000007
(and, accordingly, ∠BA 1 C *), we similarly find the angle ∠BA 2 C (ZBA2C *). Figure 5 shows that these angles uniquely determine the coordinates of the MS.

Таким образом, получили все необходимые данные для определения координат МС - направление и дальность до МС.Thus, we received all the necessary data for determining the coordinates of the MS - the direction and range to the MS.

Необходимые технические средства для реализации заявленного способа являются широко известными. Для измерения времени прихода сигнала можно воспользоваться корреляционным способом [1] 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 шкалы [1]. Для определения координат измерителя можно воспользоваться спутниковым навигационным приемником. Следует отметить, что, в отличие от средств пеленгования, устройство измерения времени прихода сигнала может быть реализовано на любом радиоприемном устройстве соответствующего диапазона частот. При этом он может быть выполнен в носимом варианте, что позволяет существенно упростить технические средства радиоконтроля. Кроме того, для измерения времени прихода сигнала не требуется использование сложных антенных решеток, что также позволяет упростить технические средства радиоконтроля.The necessary technical means for implementing the claimed method are widely known. To measure the time of arrival of the signal, you can use the correlation method [1] 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 [1]. To determine the coordinates of the meter, you can use the satellite navigation receiver. It should be noted that, in contrast to direction-finding tools, a device for measuring the time of arrival of a signal can be implemented on any radio receiver of the corresponding frequency range. Moreover, it can be performed in a wearable version, which allows to significantly simplify the technical means of radio monitoring. In addition, to measure the time of arrival of the signal does not require the use of complex antenna arrays, which also allows to simplify the technical means of radio monitoring.

Как видно из приведенного описания, заявленный способ местоопределения не требует наличия радиопеленгатора, учитываются особенности систем связи с частотно-временным разделением каналов, 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 location method does not require the presence of a direction finder, the features of communication systems with time-frequency division of channels are taken into account, in addition, there is no need to bind to a single time system, and the accuracy of location depends only on the accuracy of the assessment of the required parameters.

Следовательно, можно сделать вывод, что цель, поставленная перед изобретением, - разработка способа, обеспечивающего повышение точности оценки координат подвижных абонентов систем связи с частотно-временным разделением каналов и упрощение технических средств радиоконтроля - достигнута.Therefore, we can conclude that the goal set for the invention, the development of a method that improves the accuracy of estimating the coordinates of mobile subscribers of communication systems with time-frequency division of channels and simplifying the technical means of radio monitoring, is achieved.

Технико-экономический эффект, обусловленный применением данного способа, заключается в упрощении технических средств для определения местоположения источников радиоизлучений и повышении точности местоопределения, а следовательно - повышении эффективности пассивных систем радиоконтроля в целом.The technical and economic effect due to the use of this method is to simplify the technical means for determining the location of radio emission sources and to improve the accuracy of positioning, and therefore to increase 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 using 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 radio monitoring systems.

Источники информацииInformation sources

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 РФ №2252429 от 07.06.2001.2. RF patent №2252429 from 06/07/2001.

3. Патент РФ №2248584 от 21.03.02.3. RF patent №2248584 from 03/21/02.

4. В.Г.Карташевский, С.Н.Семенов, Т.В.Фирстова. Сети подвижной связи. - М.: Эко-Трейдз, 2001. - 299 с.4. V.G. Kartashevsky, S.N. Semenov, T.V. Firstova. Mobile networks. - M.: Eco-Trade, 2001 .-- 299 p.

5. Кондратьев B.C. и др. Многопозиционные радиотехнические системы. - М.: Радио и связь, 1986. - 264 с.5. Kondratiev B.C. and other multi-position radio systems. - M .: Radio and communications, 1986. - 264 p.

Claims (1)

Способ определения координат мобильных станций, включающий оценку относительной временной задержки путем измерения расхождения времени прихода сигнала от мобильной станции относительно опорной временной шкалы, сформированной при измерении временной структуры сигнала базовой станции, местоположение которой полагается известным, отличающийся тем, что определяют расстояние от базовой станции до мобильной станции на основе временной задержки, передаваемой в сигнале базовой станции, оценивают две относительные временные задержки в двух точках стояния измерителя с известными координатами, вычисляют две гиперболические линии положения, определяемые двумя относительными временными задержками, корректируют гиперболические линии положения с учетом расстояния от базовой станции до мобильной станции, определяют координаты мобильной станции путем вычисления точки пересечения двух гиперболических линий положения.A method for determining the coordinates of mobile stations, including estimating the relative time delay by measuring the difference in the arrival time of the signal from the mobile station relative to the reference timeline formed by measuring the time structure of the signal of the base station, the location of which is considered known, characterized in that the distance from the base station to the mobile is determined stations based on the time delay transmitted in the signal of the base station, evaluate two relative time delays in two At the meter’s standing points with known coordinates, two hyperbolic position lines are determined, determined by two relative time delays, the hyperbolic position lines are adjusted taking into account the distance from the base station to the mobile station, the coordinates of the mobile station are determined by calculating the intersection point of the two hyperbolic position lines.
RU2005124953/09A 2005-08-05 2005-08-05 Mode of definition of the coordinates of mobile stations RU2297718C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005124953/09A RU2297718C1 (en) 2005-08-05 2005-08-05 Mode of definition of the coordinates of mobile stations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005124953/09A RU2297718C1 (en) 2005-08-05 2005-08-05 Mode of definition of the coordinates of mobile stations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2297718C1 true RU2297718C1 (en) 2007-04-20

Family

ID=38036974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005124953/09A RU2297718C1 (en) 2005-08-05 2005-08-05 Mode of definition of the coordinates of mobile stations

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2297718C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798923C1 (en) * 2022-09-07 2023-06-28 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации Method for detecting and determining coordinates of radio emission sources

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798923C1 (en) * 2022-09-07 2023-06-28 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации Method for detecting and determining coordinates of radio emission sources

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gentner et al. Particle filter based positioning with 3GPP-LTE in indoor environments
CN106792508B (en) Method, readable medium and apparatus for calculating ranging values in a cellular communication network
US8416071B2 (en) Relative location determination of mobile sensor nodes
Röhrig et al. Indoor location tracking in non-line-of-sight environments using a IEEE 802.15. 4a wireless network
KR100842019B1 (en) Position detection with frequency smoothing
US8199047B2 (en) High-precision radio frequency ranging system
Hoene et al. Four-way TOA and software-based trilateration of IEEE 802.11 devices
EP1014103A2 (en) Local positioning system
US20080248808A1 (en) Estimation of position, speed and bearing using time difference of arrival and received signal strength in a wlan positioning system
RU2248584C2 (en) Method for location of source of radio-frequency radiations
CN111220946A (en) Multi-moving-target positioning error elimination method based on improved extended Kalman filtering
EP1005773A1 (en) Location system for digital mobile telephony
Yu et al. Wi-Fi fine time measurement: Data analysis and processing for indoor localisation
El Gemayel et al. A low cost TDOA localization system: Setup, challenges and results
KR20230017762A (en) Systems, apparatus, and/or methods for determining TOF for one or more receivers and transmitters
WO2008124316A1 (en) Time difference of arrival based estimation of speed and direction of travel in a wlan positioning system
KR102050886B1 (en) Combined FINE TIMING MEASUREMENT (FTM) and non-FTM messaging to estimate turn-around calibration factor
Dubois et al. GSM position tracking using a Kalman filter
RU2297718C1 (en) Mode of definition of the coordinates of mobile stations
Gaffney Considerations and challenges in real time locating systems design
US11102750B2 (en) Positioning system based on distributed transmission and reception of Wi-Fi signals
Cipov et al. Cooperative trilateration-based positioning algorithm for wlan nodes using round trip time estimation
Gentner et al. Hybrid positioning with 3GPP-LTE and GPS employing particle filters
Steffes et al. Direct position determination for TDOA-based single sensor localization
Gallo et al. WIDAR: Bistatic WI-fi Detection and Ranging for off-the-shelf devices

Legal Events

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

Effective date: 20070806