RU2319169C1 - Method for determining position of radio radiation emitter - Google Patents

Method for determining position of radio radiation emitter Download PDF

Info

Publication number
RU2319169C1
RU2319169C1 RU2006129778/09A RU2006129778A RU2319169C1 RU 2319169 C1 RU2319169 C1 RU 2319169C1 RU 2006129778/09 A RU2006129778/09 A RU 2006129778/09A RU 2006129778 A RU2006129778 A RU 2006129778A RU 2319169 C1 RU2319169 C1 RU 2319169C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radio
electromagnetic field
coordinates
source
radiation emitter
Prior art date
Application number
RU2006129778/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Германович Александров
Original Assignee
Владимир Германович Александров
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 Владимир Германович Александров filed Critical Владимир Германович Александров
Priority to RU2006129778/09A priority Critical patent/RU2319169C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2319169C1 publication Critical patent/RU2319169C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, possible use for determining location of radio radiation emitter.
SUBSTANCE: method for determining position of radio radiation emitter is based on measuring intensity of field in an area with a device which moves along free trajectory, and determining on basis of resulting data of gradient vector of electromagnetic field of radio radiation emitter being researched in different points of an area. Coordinates of intersection of electromagnetic field gradient vector are assumed to be coordinates of radio radiation emitter being researched, which are determined from a set of measured values of electromagnetic field intensity and geographical coordinates of measurement points, produced by moving the measuring device along free trajectory in zone of radio-accessibility of radio radiation emitter. Method is invariant to technical characteristics of radio-receiving device and antenna, radiation frequency and polarization and type of modulation of signal being received, resulting in expanded functional capabilities of measuring device.
EFFECT: expanded arsenal of technical instruments for determining position of radio radiation emitter in an area.
2 dwg

Description

Данное изобретение относится к области радиотехники и предназначено для определения местоположения источника радиоизлучения (ИРИ).This invention relates to the field of radio engineering and is intended to determine the location of a source of radio emission (IRI).

Изобретение направлено на решение задачи расширения арсенала технических средств для определения местоположения источника радиоизлучения.The invention is aimed at solving the problem of expanding the arsenal of technical means for determining the location of a source of radio emission.

Анализ технической и патентной литературы показывает, что в настоящее время для определения местоположения ИРИ используются устройства, в основе которых лежит использование метода триангуляции. Сущность метода триангуляции состоит в том, что для определения местоположения ИРИ используют стационарные или подвижные пеленгаторы, при помощи которых измеряется азимут на источник излучения (пеленг) минимум с двух точек, разнесенных на поверхности Земли. На основании данных о пеленгах и координатах расположения пеленгаторов рассчитывают местоположение ИРИ. За местоположение ИРИ принимается пересечение двух и более пеленгов.An analysis of the technical and patent literature shows that at present, devices based on the use of the triangulation method are used to determine the location of Iran. The essence of the triangulation method is that to determine the location of the IRI, stationary or mobile direction finders are used, with which the azimuth to the radiation source (bearing) is measured from at least two points spaced on the Earth's surface. Based on the data on the bearings and the coordinates of the location of the direction finders, the location of the IRI is calculated. The location of the IRI is the intersection of two or more bearings.

В свою очередь различают два основных способа определения пеленга: амплитудный и фазовый [2].In turn, there are two main methods for determining the bearing: amplitude and phase [2].

Амплитудный способ основан на анализе амплитудного распределения электромагнитного поля, создаваемого пеленгуемым сигналом на входе остронаправленной приемной антенны. Известны три способа амплитудной пеленгации: пеленгование по максимуму, по минимуму и пеленгование на основе сравнения.The amplitude method is based on the analysis of the amplitude distribution of the electromagnetic field created by the direction-finding signal at the input of the directional receiving antenna. Three methods of amplitude direction finding are known: maximum direction finding, minimum direction finding and comparison direction finding.

Фазовый способ пеленгования основан на использовании зависимости разности фаз сигналов, принимаемых двумя одинаковыми антеннами, которые разнесены в пространстве на некоторое расстояние.The phase direction finding method is based on using the dependence of the phase difference of the signals received by two identical antennas, which are separated in space by a certain distance.

Системы определения местоположения, основанные на описанных выше принципах, имеют ряд существенных недостатков:Positioning systems based on the principles described above have a number of significant drawbacks:

- техническая сложность пеленгационных комплексов;- the technical complexity of direction finding systems;

- большой вес и габариты используемой аппаратуры;- heavy weight and dimensions of the equipment used;

- жесткая зависимость размеров антенн от рабочих частот;- a rigid dependence of the size of the antennas on the operating frequencies;

- узкий частотный диапазон;- narrow frequency range;

- необходимость иметь несколько антенн на различные частотные диапазоны;- the need to have several antennas for different frequency ranges;

- невозможность создать эффективные малогабаритные антенные системы для мобильных пеленгаторов в диапазонах радиоволн ниже десятков МГц;- the inability to create effective small-sized antenna systems for mobile direction finders in the radio wave bands below tens of MHz;

- высокие требования к точности изготовления антенных систем;- high requirements for precision manufacturing of antenna systems;

- необходимость проведения сложной настройки антенных систем и аппаратуры пеленгаторов;- the need for complex tuning of antenna systems and direction finders equipment;

- высокая стоимость пеленгационных комплексов.- the high cost of direction finding systems.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является «Способ и устройство определения координат источника радиоизлучения», заявка на изобретение от 01.31.2005 №2005102257 [5]. Рассмотренный в прототипе способ определения координат источника радиоизлучения основан на измерении пеленгов на ИРИ перемещающимся по свободной траектории пеленгатором и вычислении координат ИРИ на основе множества отсчетов пеленгов с различных точек. Этот способ является разновидностью определения местоположения ИРИ методом триангуляции с помощью одного, перемещающегося в пространстве пеленгатора. Основным недостатком прототипа является необходимость использования в качестве измерителя мобильного пеленгатора, который характеризуется высокой стоимостью, технической сложностью, значительным весом и габаритами, в своем составе подобные пеленгаторы имеют громоздкие и дорогостоящие антенные системы.Closest to the technical nature of the claimed method is the "Method and device for determining the coordinates of the source of radio emission", application for invention of 01.31.2005 No. 2005102257 [5]. The method of determining the coordinates of a radio emission source considered in the prototype is based on measuring bearings from an IRI with a direction finder moving along a free path and calculating the coordinates of an IRI based on a plurality of samples of bearings from various points. This method is a type of determining the location of the IRI using the triangulation method using one moving in the direction finder space. The main disadvantage of the prototype is the need to use a mobile direction finder as a meter, which is characterized by high cost, technical complexity, significant weight and dimensions, such direction finders incorporate bulky and expensive antenna systems.

В рамках данной заявки решается задача разработки способа определения местоположения ИРИ, который позволит значительно снизить себестоимость устройства, его габариты, вес, зависимость получаемых результатов от технических характеристик устройства, при сохранении точности определения местоположения ИРИ. В основе способа лежит общая закономерность распределения электромагнитного поля ИРИ в пространстве, которая заключается в том, что величина напряженности электромагнитного поля от ИРИ в пространстве убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника радиоизлучения.Within the framework of this application, the task of developing a method for determining the location of an IRI is solved, which will significantly reduce the cost of the device, its dimensions, weight, the dependence of the results on the technical characteristics of the device, while maintaining the accuracy of determining the location of the IRI. The method is based on the general regularity of the distribution of the electromagnetic field of the IRI in space, which consists in the fact that the magnitude of the intensity of the electromagnetic field from the IRI in space decreases inversely with the square of the distance from the source of radio emission.

Таким образом, измеряя напряженность поля в отдельных точках пространства, можно с определенной точностью восстановить закономерность распределения электромагнитного поля от исследуемого ИРИ на местности.Thus, by measuring the field strength at individual points in space, it is possible to restore with some accuracy the regularity of the distribution of the electromagnetic field from the investigated IRI on the ground.

Предлагаемый способ определения местоположения источника радиоизлучения состоит в следующем: принимают радиосигналы источника радиоизлучения на заданной частоте F, преобразуют радиосигнал из аналоговой в цифровую форму, измеряют напряженность электромагнитного поля, записывают результат в запоминающее устройство, измеряют географические координаты точки измерения, записывают результаты измерения координат в запоминающее устройство. В процессе перемещения устройства по свободной траектории в зоне радиодоступности ИРИ многократно измеряется совокупность указанных параметров. Из множества измеренных значений напряженности поля, создаваемого ИРИ, определяются географические координаты пары значений с одинаковой величиной напряженности поля (Фиг.1). На основании этих данных определяется градиент напряженности электромагнитного поля, вектор которого расположен на серединном перпендикуляре отрезка, соединяющего пары точек на местности с одинаковой величиной напряженности поля. За координаты местоположения ИРИ принимаются координаты пересечения множества серединных перпендикуляров, вычисленных из совокупности измеренных значений напряженности электромагнитного поля и географических координат точек измерения, полученных путем перемещения измерителя по свободной траектории в зоне радиодоступности ИРИ.The proposed method for determining the location of a radio emission source is as follows: receive the radio signals of the radio source at a given frequency F, convert the radio signal from analog to digital, measure the electromagnetic field strength, record the result in the storage device, measure the geographic coordinates of the measurement point, record the results of coordinate measurements in the memory device. In the process of moving the device along a free trajectory in the radio access area of the IRI, the totality of these parameters is repeatedly measured. From the set of measured values of the field strength created by the IRI, the geographical coordinates of the pair of values with the same field strength are determined (Figure 1). Based on these data, the gradient of the electromagnetic field strength is determined, the vector of which is located on the middle perpendicular of the segment connecting the pairs of points on the ground with the same field strength value. The coordinates of the intersection of the set of middle perpendiculars, calculated from the combination of the measured values of the electromagnetic field strength and the geographical coordinates of the measurement points, obtained by moving the meter along a free path in the radio access zone of the IRI, are taken as the coordinates of the IRI location.

Предложенный способ от прототипа отличается тем, что для измерения пространственно-информационных параметров радиосигнала на частоте F блоку обработки устройства необходимо иметь данные не о пеленге на ИРИ в точке измерения, а лишь о величине напряженности электромагнитного поля в различных точках в зоне радиодоступности ИРИ. Этим достигается инвариантность к техническим характеристикам радиоприемного устройства и антенны, частоте излучения, поляризации и виду модуляции исследуемого сигнала. Принятые в точке измерения высокочастотные сигналы преобразуются в электрические сигналы промежуточной частоты, после аналого-цифрового преобразования эти сигналы сохраняются в запоминающем устройстве и соотносятся с местоположением измерителя. Из полученных данных определяются векторы градиента напряженности поля из различных точек местности. Координаты пересечения векторов градиентов электромагнитного поля от ИРИ, исходящих из различных точек на местности, принимают за координаты местоположения исследуемого источника радиоизлучения.The proposed method differs from the prototype in that for measuring the spatial information parameters of the radio signal at frequency F, the device processing unit needs to have data not about the bearing on the IRI at the measuring point, but only on the magnitude of the electromagnetic field strength at various points in the radio access zone of the IRI. This achieves the invariance to the technical characteristics of the radio receiver and antenna, radiation frequency, polarization and type of modulation of the signal under study. The high-frequency signals received at the measuring point are converted into electrical signals of an intermediate frequency, after analog-to-digital conversion, these signals are stored in a storage device and correlated with the location of the meter. From the data obtained, vectors of the gradient of the field strength from various points of the terrain are determined. The coordinates of the intersection of the vectors of the electromagnetic field gradients from the IRI, coming from various points on the terrain, are taken as the coordinates of the location of the studied source of radio emission.

Устройство определения местоположения источника радиоизлучения (Фиг.2) состоит из: приемника с аналого-цифровым преобразователем и антенной (1), устройства навигации (2), блока обработки (3), устройства управления и отображения результатов (4), от прототипа, отличающееся тем, что вместо пеленгатора содержит в своем составе: приемник с аналого-цифровым преобразователем и антенной, блок обработки и устройство управления и отображения результатов. Выход аналого-цифрового преобразователя приемника (1) соединен с входом блока обработки (3), на второй вход блока обработки поступает информация с навигационного устройства (2). Устройство управления и отображения результатов (4) своими информационными входами и выходами соединено с приемником, блоком обработки и навигационным устройством.The device for determining the location of the source of radio emission (Figure 2) consists of: a receiver with an analog-to-digital converter and antenna (1), a navigation device (2), a processing unit (3), a control and display unit for results (4), which differs from the prototype the fact that instead of the direction finder contains: a receiver with an analog-to-digital converter and antenna, a processing unit and a control and display device. The output of the analog-to-digital converter of the receiver (1) is connected to the input of the processing unit (3), information from the navigation device (2) is received at the second input of the processing unit. The device for controlling and displaying the results (4) is connected with the information inputs and outputs to the receiver, the processing unit, and the navigation device.

Точность определения местоположения ИРИ не зависит от линейности амплитудно-частотной характеристики приемного тракта. В качестве приемной антенны может быть применена любая антенна, в том числе активная малогабаритная, обеспечивающая прием радиосигнала в данной точке на требуемой частоте.The accuracy of determining the location of the IRI does not depend on the linearity of the amplitude-frequency characteristics of the receiving path. As the receiving antenna, any antenna can be used, including an active small one, which provides the reception of a radio signal at a given point at the desired frequency.

Предлагаемый способ и устройство для его реализации, по сравнению с прототипом, при снижении стоимости, габаритов, веса, устройства обеспечивает определение местоположения ИРИ с такой же точностью. Таким образом, имеется возможность создавать на базе предложенного изобретения малогабаритные недорогие устройства для определения местоположения ИРИ.The proposed method and device for its implementation, in comparison with the prototype, while reducing the cost, dimensions, weight, device provides the location of the IRI with the same accuracy. Thus, it is possible to create on the basis of the proposed invention small-sized inexpensive devices for determining the location of Iran.

Кроме того, указанный способ инвариантен к техническим характеристикам радиоприемного устройства и антенны, частоте излучения, поляризации и виду модуляции принимаемого сигнала. Тем самым функциональные возможности измерителя расширены.In addition, this method is invariant to the technical characteristics of the radio receiving device and antenna, radiation frequency, polarization and type of modulation of the received signal. Thus, the functionality of the meter is expanded.

БиблиографияBibliography

1. Белоцерковский Г.Б. Основы радиолокации и радиолокационный устройства. М.: Советское радио, 1975.1. Belotserkovsky G. B. Basics of radar and radar devices. M .: Soviet radio, 1975.

2. Цветков В.В., Демин В.П., Куприянов А.И. Радиоэлектронная борьба: Радиоразведка и радиопротиводействие. Москва: Издательство МАИ, 1998.2. Tsvetkov VV, Demin VP, Kupriyanov A.I. Electronic warfare: Radio intelligence and radio countermeasures. Moscow: MAI Publishing House, 1998.

3. Ерохин Г.А., Чернышев О.В. и др. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. Москва, Горячая линия - Телеком.3. Erokhin G.A., Chernyshev O.V. et al. Antenna-feeder devices and radio wave propagation. Moscow, Hot line - Telecom.

4. Справочник по радиоконтролю международного союза электросвязи. МСЭ-R Женева, 2002 г.4. Handbook on radio monitoring of the international telecommunication union. ITU-R Geneva, 2002

5. Терентьев А.В и др. «Способ и устройство определения координат источника радиоизлучения», заявка на изобретение от 01.31.2005 №2005102257.5. Terentyev A.V. et al. “Method and device for determining the coordinates of a source of radio emission”, application for invention of 01.31.2005 No. 2005102257.

Claims (1)

Способ определения местоположения источника радиоизлучения, заключающийся в том, что принимают радиосигналы исследуемого источника радиоизлучения на заданной частоте измерительным устройством, перемещающимся по свободной траектории на местности в зоне радиодоступности источника радиоизлучения, отличающийся тем, что принятые измерительным устройством в точках измерения радиосигналы преобразуют из аналоговой формы в цифровую и записывают в запоминающее устройство, в этих точках измеряют величину напряженности электромагнитного поля, создаваемого исследуемым источником радиоизлучения, определяют географические координаты точек измерения, записывают результаты измерения в запоминающее устройство для соотнесения измеренных величин напряженности электромагнитного поля с местоположением измерительного устройства и принятыми радиосигналами, из множества измеренных значений напряженности электромагнитного поля, создаваемого источником радиоизлучения, определяют географические координаты пары значений с одинаковой величиной напряженности электромагнитного поля, определяют векторы градиента электромагнитного поля, исходящие из различных точек измерения на местности, определяют градиент напряженности электромагнитного поля, векторы которых расположены на серединном перпендикуляре отрезка, соединяющего пары точек на местности с одинаковой величиной напряженности электромагнитного поля, координаты пересечения этих векторов принимают за координаты местоположения источника радиоизлучения.A method for determining the location of a radio emission source, which consists in receiving the radio signals of the studied radio source at a given frequency by a measuring device moving along a free path in the area in the radio access zone of the radio source, characterized in that the radio signals received at the measurement points are converted from an analog form into digital and recorded in a storage device, at these points measure the magnitude of the electromagnetic The field created by the studied source of radio emission determines the geographic coordinates of the measurement points, records the measurement results in a memory device for correlating the measured values of the electromagnetic field strength with the location of the measuring device and the received radio signals, from the set of measured values of the electromagnetic field generated by the source of radio emission, the geographical coordinates of the pair are determined values with the same magnitude of the electromagnetic about the field, determine the gradient vectors of the electromagnetic field, emanating from various measurement points on the ground, determine the gradient of the electromagnetic field, the vectors of which are located on the mid-perpendicular of the segment connecting the pairs of points on the ground with the same magnitude of the electromagnetic field, the coordinates of the intersection of these vectors are taken as the coordinates location of the source of radio emission.
RU2006129778/09A 2006-08-17 2006-08-17 Method for determining position of radio radiation emitter RU2319169C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006129778/09A RU2319169C1 (en) 2006-08-17 2006-08-17 Method for determining position of radio radiation emitter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006129778/09A RU2319169C1 (en) 2006-08-17 2006-08-17 Method for determining position of radio radiation emitter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2319169C1 true RU2319169C1 (en) 2008-03-10

Family

ID=39281049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006129778/09A RU2319169C1 (en) 2006-08-17 2006-08-17 Method for determining position of radio radiation emitter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2319169C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465613C1 (en) * 2011-07-28 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method and apparatus for determining location of radio source
RU2583450C1 (en) * 2015-04-14 2016-05-10 Игорь Александрович Маренков Method of locating ground source of radio-frequency of satellite communication system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465613C1 (en) * 2011-07-28 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method and apparatus for determining location of radio source
RU2583450C1 (en) * 2015-04-14 2016-05-10 Игорь Александрович Маренков Method of locating ground source of radio-frequency of satellite communication system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101765785B (en) A digital beam-forming apparatus and technique for a multi-beam global positioning system (GPS) receiver
US20200025855A1 (en) Method and apparatus for providing a passive transmitter based synthetic aperture radar
RU2696095C1 (en) Method for two-dimensional monopulse direction finding of radio emission sources
SE512219C2 (en) Method and system for obtaining direction for an elliptically polarized electromagnetic wave propagation
RU2529355C2 (en) Method of determining spatial distribution of ionospheric inhomogeneities
RU2319169C1 (en) Method for determining position of radio radiation emitter
RU2305851C2 (en) Method for determining coordinates of radio emission source
Fu et al. A low SNR and fast passive location algorithm based on virtual time reversal
US6583755B2 (en) Method and apparatus for locating a terrestrial transmitter from a satellite
KR100686919B1 (en) A passive technique for the remote detection of buried objects
Kristiyana et al. The Radio Frequency Source Position Finder Based on The Triangle-Centroid-Algorithm
RU2620130C1 (en) Method of amplitude two-dimensional direction-finding bearing
Myakinkov et al. Space-time processing in three-dimensional forward scattering radar
Wu et al. Nonuniformly Spaced Array with the Direct Data Domain Method for 2D Angle‐of‐Arrival Measurement in Electronic Support Measures Application from 6 to 18 GHz
RU2308735C1 (en) Method for determining position of radio radiation sources in short-distance zone
Shcherbyna et al. Accuracy characteristics of radio monitoring antennas
RU2557250C1 (en) Method for stealth radar detection of mobile objects
RU2672092C1 (en) Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects
Palmer A signal processing scheme for a multichannel passive radar system
RU2668566C2 (en) One-position multiplicative difference-relative method for determining of radio frequencies sources location coordinates
RU2347239C1 (en) Method of formation of radar-tracking image of objects
RU2471200C1 (en) Method for passive detection and spatial localisation of mobile objects
RU2429501C1 (en) Detection and direction finding method of air objects
RU2546331C2 (en) Method of searching for small-sized mobile objects
Lin et al. Human tracking using a two-element antenna array

Legal Events

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

Effective date: 20110818