RU2405166C2 - Method for determining location of transmitter with portable position finder - Google Patents
Method for determining location of transmitter with portable position finder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405166C2 RU2405166C2 RU2009105271/09A RU2009105271A RU2405166C2 RU 2405166 C2 RU2405166 C2 RU 2405166C2 RU 2009105271/09 A RU2009105271/09 A RU 2009105271/09A RU 2009105271 A RU2009105271 A RU 2009105271A RU 2405166 C2 RU2405166 C2 RU 2405166C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transmitter
- spatial spectrum
- direction finder
- location
- signals
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоаппаратуре для «охоты на лис», в системах радиоконтроля коротковолнового и ультракоротковолнового диапазона.The invention relates to radio engineering and can be used in radio equipment for "fox hunting", in the radio monitoring systems of the short-wave and ultra-short-wave range.
Известные способы определения местоположения передатчика с помощью переносных пеленгаторов, которые основаны на приеме сигнала передатчика с помощью антенн и приемных устройств, пеленговании передатчика, преимущественно на слух методом максимума или минимума диаграммы направленности антенны, с передвижением в предполагаемом направлении передатчика до момента его визуальной локализации [1. Верхотуров В.Н., Калачев В.А., Кузьмин В.Г. Радиоаппаратура для «охоты на лис». М.: «Энергия», 1976, с.33.], [2. Патент РФ №2236689, 2004, G01S 3/34.], [3. Патент US №3683384, G01S 3/14, опубл. 1973]. Для снижения веса аппаратуры в этих способах применяют малогабаритные антенны и приемники с небольшим (до трех) числом каналов. Основной недостаток таких способов заключается в значительных временных затратах на поиск и определение местоположения передатчика.Known methods for determining the location of the transmitter using portable direction finders, which are based on the reception of the transmitter signal using antennas and receivers, direction finding of the transmitter, mainly by ear using the maximum or minimum antenna pattern, with movement in the estimated direction of the transmitter until it is visually located [1 . Verkhoturov V.N., Kalachev V.A., Kuzmin V.G. Radio equipment for "fox hunting". M .: "Energy", 1976, p. 33.], [2. RF patent No. 2236689, 2004, G01S 3/34.], [3. US patent No. 3683384, G01S 3/14, publ. 1973]. To reduce the weight of the equipment in these methods, small-sized antennas and receivers with a small (up to three) number of channels are used. The main disadvantage of such methods is the significant time spent on searching and determining the location of the transmitter.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ определения местоположения передатчика мобильным (переносным) пеленгатором, заключающийся в том, что принимают радиосигналы передатчика посредством антенн, подключенных к приемнику, измеряют курсовой угол относительно опорного направления и собственные координаты переносного пеленгатора, преобразуют сигналы в пространственный спектр с учетом собственных координат и курсового угла переносного пеленгатора, затем составляющие пространственного спектра со всех возможных направлений передатчика нормируют посредством весов, пропорциональных расчетному ослаблению радиосигналов передатчика при распространении их до переносного пеленгатора [4. Патент РФ №2316784, G01S 5/02, опубл. 2008].Closest to the proposed method in technical essence is a method for determining the location of the transmitter with a mobile (portable) direction finder, which consists in receiving the radio signals of the transmitter by means of antennas connected to the receiver, measuring the heading angle relative to the reference direction and the coordinates of the portable direction finder, converting the signals into spatial spectrum taking into account own coordinates and course angle of the portable direction finder, then the components of the spatial spectrum and from all possible directions of the transmitter, it is normalized by means of weights proportional to the estimated attenuation of the radio signals of the transmitter when they are distributed to a portable direction finder [4. RF patent No. 2316784, G01S 5/02, publ. 2008].
Этот способ включает прием радиосигналов передатчика с помощью всенаправленных антенн, образующих антенную решетку, и приемных устройств, измерение курсового угла и собственных координат мобильного пеленгатора, преобразование принятых радиосигналов в пространственный спектр с учетом собственных координат и курсового угла мобильного пеленгатора, накопление значений пространственного спектра с весами, пропорциональными расчетному ослаблению радиосигналов передатчика при распространении их до мобильного пеленгатора за все время движения пеленгатора, нормировку результатов накопления на среднее квадратичное весов с получением усредненного пространственного спектра и определение местоположения передатчика по максимуму усредненного пространственного спектра. При этом преобразование принятых радиосигналов в пространственный спектр выполняют путем компенсации их расчетных набегов фаз, последующего сложения радиосигналов и определения амплитуды суммарного радиосигнала.This method includes receiving radio signals from a transmitter using omnidirectional antennas forming an antenna array and receiving devices, measuring the course angle and eigen coordinates of the mobile direction finder, converting the received radio signals to the spatial spectrum taking into account the eigen coordinates and course angle of the mobile direction finder, accumulating spatial spectrum values with weights proportional to the estimated attenuation of the radio signals of the transmitter when they propagate to the mobile direction finder for the whole time izheniya direction finder Normalize the results of accumulation by the average quadratic weights averaged to obtain the spatial spectrum and determination of transmitter location to the maximum averaged spatial spectrum. In this case, the conversion of the received radio signals to the spatial spectrum is performed by compensating for their calculated phase incursions, the subsequent addition of the radio signals and determining the amplitude of the total radio signal.
Ближайший аналог позволяет определять местоположение передатчика без непосредственного визуального контакта с ним, однако область применения способа ограничена условием использования всенаправленных пространственно разнесенных антенн. Если в этом способе использовать направленные антенны, то искажается пространственный спектр, что приводит к аномальным погрешностям измерений и не позволяет применять способ, в частности, для «охоты на лис». Порядок учета направленных свойств антенн в совокупности операций над радиосигналами при определении местоположения передатчика не описан в источнике информации [4. Патент РФ №2316784].The closest analogue allows you to determine the location of the transmitter without direct visual contact with him, however, the scope of the method is limited to the condition of using omnidirectional spatially separated antennas. If directional antennas are used in this method, the spatial spectrum is distorted, which leads to abnormal measurement errors and does not allow the method to be used, in particular, for “fox hunting”. The procedure for taking into account the directional properties of antennas in the aggregate of operations on radio signals when determining the location of the transmitter is not described in the information source [4. RF patent No. 2316784].
Задачей данного изобретения является расширение функциональных возможностей, обеспечение области применимости способа для определения местоположения передатчика в системах с направленными антеннами.The objective of the invention is to expand the functionality, ensuring the applicability of the method for determining the location of the transmitter in systems with directional antennas.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа, - уменьшение времени и повышение точности определения местоположения передатчика, а также улучшение помехозащищенности.The technical result that can be obtained by implementing the method is to reduce the time and increase the accuracy of determining the location of the transmitter, as well as improving the noise immunity.
Поставленная задача и технический результат достигается за счет того, что в известном способе определения местоположения передатчика переносным пеленгатором, включающем прием радиосигналов передатчика посредством антенн, подключенных к приемнику, измерение курсового угла относительно опорного направления и собственных координат переносного пеленгатора, преобразование сигналов в пространственный спектр с учетом собственных координат и курсового угла переносного пеленгатора, нормирование составляющих пространственного спектра со всех возможных направлений передатчика посредством весов, пропорциональных расчетному ослаблению радиосигналов передатчика при распространении их до переносного пеленгатора, согласно изобретению предварительно определяют диаграммы направленности антенн в возможных направлениях передатчика, для каждого возможного местоположения передатчика определяют пеленг посредством курсового угла пеленгатора и его координат, определяют значения диаграмм направленности антенн с учетом соответствующего пеленга, которые умножают на принятые радиосигналы, полученные сигналы преобразуют в пространственный спектр, определяют среднее квадратичное весовых коэффициентов, полученных перемножением весов, пропорциональных расчетному ослаблению радиосигналов передатчика при распространении их до переносного пеленгатора, на сигналы, несущие информацию о значениях диаграмм направленности антенн с учетом соответствующего пеленга, нормированные составляющие пространственного спектра со всех возможных направлениях передатчика дополнительно нормируют на величину обратную среднему квадратичному весовых коэффициентов, направление максимального из которых соответствует местоположению передатчика.The task and technical result is achieved due to the fact that in the known method for determining the location of the transmitter with a portable direction finder, which includes receiving radio signals from the transmitter via antennas connected to the receiver, measuring the heading angle relative to the reference direction and own coordinates of the portable direction finder, converting the signals into spatial spectrum taking into account own coordinates and heading angle of the portable direction finder, rationing the components of the spatial spectrum with about all possible directions of the transmitter by means of weights proportional to the estimated attenuation of the radio signals of the transmitter when they are distributed to a portable direction finder, according to the invention, antenna patterns in the possible directions of the transmitter are preliminarily determined, for each possible location of the transmitter, the bearing is determined by the direction angle of the direction finder and its coordinates, the values of the diagrams are determined directivity of the antennas, taking into account the corresponding bearing, which are multiplied by accepted f the radio signals, the received signals are converted into a spatial spectrum, the quadratic average of the weight coefficients obtained by multiplying the weights proportional to the calculated attenuation of the radio signals of the transmitter when they are propagated to a portable direction finder is determined by signals carrying information about the antenna radiation patterns taking into account the corresponding bearing, normalized spatial components spectrum from all possible directions of the transmitter is additionally normalized to the reciprocal of it quadratic weighting coefficients, the direction of the maximum of which corresponds to the location of the transmitter.
Предложенный способ отличается от известного наличием новых действий над радиосигналами, условиями и порядком их выполнения, а именно:The proposed method differs from the known by the presence of new actions on radio signals, the conditions and the order of their implementation, namely:
- предварительно до начала измерений определяют диаграммы направленности антенн;- preliminary, before the start of measurements, antenna patterns are determined;
- принятые радиосигналы дополнительно умножают на значения диаграмм направленности антенн в направлении передатчика;- the received radio signals are additionally multiplied by the values of the antenna patterns in the direction of the transmitter;
- весовые коэффициенты определяют умножением соответствующих весов на значения диаграмм направленности антенн в направлении передатчика.- the weights are determined by multiplying the respective weights by the values of the antenna patterns in the direction of the transmitter.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.These advantages, as well as features of the present invention are illustrated by a variant of its implementation with reference to the accompanying drawings.
Фиг.1 изображает структурную схему переносного пеленгатора для реализации заявленного способа;Figure 1 depicts a block diagram of a portable direction finder for implementing the inventive method;
фиг.2 - маршрут движения переносного пеленгатора, где «квадратиком» показано местоположение передатчика, «точкой» - результат его местоопределения в конце маршрута;figure 2 - movement path of the portable direction finder, where the "square" shows the location of the transmitter, "point" is the result of its location at the end of the route;
фиг.3 - напряженность поля передатчика на маршруте движения;figure 3 - field strength of the transmitter on the route of movement;
фиг.4 - линейная ошибка определения местоположения передатчика на маршруте движения.4 is a linear error in determining the location of the transmitter on the route of movement.
Идея решения поставленной технической задачи заключается в получении и использовании информации о диаграммах направленности антенн пеленгатора для измерения распределения уровня радиоизлучения передатчика в пространстве. В результате предлагаемого умножения принятых радиосигналов и нормировки пространственный спектр сигналов определяется с учетом значений диаграмм направленности антенн в направлении возможного местоположения передатчика (координат составляющих пространственного спектра). Весовые коэффициенты устанавливают из условия обеспечения несмещенной оценки мощности передатчика с максимумом пространственного спектра в направлении передатчика. Это позволяет, с одной стороны, придать больший вес измерениям с большими значениями диаграмм направленности и ослабить действие шумов и помех, а с другой, согласовать применение весовой обработки, учитывающей ослабление радиосигналов при распространении радиоволн. Как следствие, достигается устранение аномальных погрешностей измерения координат передатчика, повышение точности относительно вариантов с ненаправленными антеннами, уменьшение времени определения местоположения передатчика по сравнению с аналогами (способами «охоты на лис»).The idea of solving the technical problem posed is to obtain and use information about the direction patterns of direction finding antennas to measure the distribution of the level of the radio emission of the transmitter in space. As a result of the proposed multiplication of the received radio signals and normalization, the spatial spectrum of the signals is determined taking into account the values of the antenna patterns in the direction of the possible location of the transmitter (coordinates of the components of the spatial spectrum). Weighting factors are established from the condition of providing an unbiased estimate of the transmitter power with a maximum of the spatial spectrum in the direction of the transmitter. This allows, on the one hand, to give greater weight to measurements with large radiation patterns and to weaken the effect of noise and interference, and on the other hand, to coordinate the use of weight processing that takes into account the attenuation of radio signals during the propagation of radio waves. As a result, elimination of anomalous errors in the measurement of the coordinates of the transmitter, increased accuracy with respect to options with non-directional antennas, reduced time to determine the location of the transmitter in comparison with analogues (methods of "fox hunting").
Таким образом, получение и использование информации о диаграммах направленности антенн пеленгатора, в соответствии с предложенными новыми действиями над радиосигналами, условиями и порядком их выполнения, позволяет расширить область применимости способа на системы с направленными антеннами и уменьшить время определения местоположения передатчика.Thus, obtaining and using information about direction-finding patterns of direction-finding antennas, in accordance with the proposed new actions on radio signals, the conditions and order of their implementation, allows us to expand the applicability of the method to systems with directional antennas and reduce the time to determine the location of the transmitter.
Поскольку заявленный способ может быть реализован при использовании соответствующего устройства переносного пеленгатора, то далее описывается характерный состав функциональных элементов такого пеленгатора.Since the claimed method can be implemented using the corresponding device of a portable direction finder, the following describes the characteristic composition of the functional elements of such a direction finder.
Переносной пеленгатор (фиг.1), реализующий предложенный способ, содержит антенный блок 1, компас 2, приемник 3, навигационный прибор 4, блок 5 умножения, процессор 6 диаграмм, анализатор 7 пространственного спектра, блок 8 усреднения и индикатор 9. Антенный блок 1, приемник 3, через первые входы (1) блока 5 умножения, анализатора 7 пространственного спектра и блока 8 усреднения и индикатор 9 соединены последовательно. Компас 2 подключен к первому входу (1) процессора 6 диаграмм, ко второму входу (2) которого и третьим входам (3) анализатора 7 пространственного спектра и блока 8 усреднения подключен навигационный прибор 4. Компас 2 соединен со вторым входом (2) анализатора 7 пространственного спектра. Выход процессора диаграмм 6 соединен со вторыми входами (2) блока 5 умножения и блока 8 усреднения. Выходом переносного пеленгатора является индикатор 9.A portable direction finder (FIG. 1) that implements the proposed method comprises an antenna unit 1, a compass 2, a receiver 3, a navigation device 4, a multiplication unit 5, a processor 6 diagrams, a spatial spectrum analyzer 7, an averaging unit 8, and an indicator 9. Antenna unit 1 , receiver 3, through the first inputs (1) of the multiplication unit 5, the spatial spectrum analyzer 7 and the averaging unit 8 and the indicator 9 are connected in series. Compass 2 is connected to the first input (1) of the processor 6 diagrams, to the second input (2) of which and the third inputs (3) of the spatial spectrum analyzer 7 and the averaging unit 8, a navigation device 4 is connected. Compass 2 is connected to the second input (2) of the analyzer 7 spatial spectrum. The output of the diagram processor 6 is connected to the second inputs (2) of the multiplication unit 5 and the averaging unit 8. The output of the portable direction finder is indicator 9.
Антенный блок 1 малогабаритный, его положением управляет оператор. Компас 2 укреплен непосредственно на антенном блоке 1, что позволяет измерять его угловое положение (курсовой угол) относительно опорного направления (например, на Север). Прием радиосигналов передатчика выполняют с помощью М антенн блока 1 и приемника 3 с числом каналов М, равным числу антенн (на фиг.1 для простоты чтения чертежа не показаны). Приемник 3 цифровой, с представлением выходных сигналов в комплексном виде, то есть через квадратурные составляющие; может быть выполнен, например, по варианту, приведенному в [5. Побережский К.С. Цифровые радиоприемные устройства. М., Радио и связь, 1987, с.67-68, рис.3.14]. Собственные координаты переносного пеленгатора измеряют с помощью навигационного прибора 4. Блок 5 умножения обеспечивает умножение принятых радиосигналов, необходимые при этом значения диаграмм направленности антенн определяются процессором 6 диаграмм с учетом показаний компаса 2 и навигационного прибора 4. Анализатор 7 пространственного спектра по представлении в виде блока совпадает с анализатором пространственного спектра 4 в источнике информации [4]. Блок 8 усреднения обеспечивает, во-первых, определение весов и весовое накопление (усреднение) пространственного спектра, во-вторых, определение весовых коэффициентов и их среднее квадратичное усреднение, в-третьих, нормировку результатов накопления пространственного спектра на среднее квадратичное весовых коэффициентов с получением усредненного пространственного спектра и определением положения его максимума. Необходимые для определения весов собственные координаты пеленгатора привлекаются с навигационного прибора 4 и поступают на вход 3 блока 8 усреднения, а значения диаграмм направленности для определения весовых коэффициентов поступают с процессора 6 диаграмм по входу (2) блока 8 усреднения. Функции блока 8 усреднения, а также функции блоков 5-7 и 9 (фиг.1) могут быть реализованы на основе современных ноутбуков в соответствии с математическими выражениями, приведенными ниже в данном описании. Кроме того, упомянутые блоки могут быть выполнены в виде простых специализированных вычислительных устройств с дисплеем.The antenna unit 1 is small-sized, its position is controlled by the operator. Compass 2 is mounted directly on the antenna unit 1, which allows you to measure its angular position (course angle) relative to the reference direction (for example, to the North). Receiving radio signals from the transmitter is performed using the M antennas of unit 1 and receiver 3 with the number of channels M equal to the number of antennas (not shown in FIG. 1 for ease of reading). The receiver 3 is digital, with the presentation of the output signals in an integrated form, that is, through quadrature components; can be performed, for example, according to the option given in [5. Poberezhsky K.S. Digital radio receivers. M., Radio and communications, 1987, pp. 67-68, Fig. 3.14]. The proper coordinates of the portable direction finder are measured using the navigation device 4. The multiplication unit 5 provides the multiplication of the received radio signals, the antenna radiation patterns necessary for this are determined by the processor 6 of the diagrams taking into account the readings of the compass 2 and the navigation device 4. The spatial spectrum analyzer 7 matches the block representation as with a spatial spectrum analyzer 4 in the information source [4]. Block 8 averaging provides, firstly, the determination of weights and weight accumulation (averaging) of the spatial spectrum, secondly, the determination of weight coefficients and their average quadratic averaging, thirdly, the normalization of the results of the accumulation of the spatial spectrum on the mean square of weighting coefficients to obtain the average spatial spectrum and determining the position of its maximum. The proper coordinates of the direction finder necessary for determining the weights are obtained from the navigation device 4 and fed to the input 3 of the averaging unit 8, and the values of the radiation patterns for determining the weighting coefficients are received from the processor 6 of the diagrams by the input (2) of the averaging unit 8. The functions of averaging block 8, as well as the functions of blocks 5-7 and 9 (Fig. 1) can be implemented on the basis of modern laptops in accordance with the mathematical expressions given below in this description. In addition, these blocks can be made in the form of simple specialized computing devices with a display.
Принцип последующего функционирования мобильного переносного пеленгатора, в котором реализуется предложенный способ, состоит в следующем.The principle of the subsequent operation of the mobile portable direction finder, in which the proposed method is implemented, is as follows.
Предварительно, до начала непосредственно процесса поиска определяют диаграммы направленности антенн в возможных направлениях на передатчик Dm(Θ), где m - номер антенны, Θ - угол ориентации антенного блока 1 в горизонтальной плоскости. Отсчет Θ выполняют от оси антенного блока 1 по часовой стрелке. Диаграммы могут быть определены теоретическими методами или по результатам предварительных измерений. Наиболее распространенные переносные направленные антенны имеют вид восьмерки D1(Θ)=cos(Θ), D2(Θ)=sin(Θ) или кардиоиды D1(Θ)=0,5·(1-cos(Θ)). Априорно известные параметры значений диаграмм предварительно вводят в процессор 6 по входу (3) и запоминают в нем.Previously, before the start of the search process directly, antenna patterns in possible directions to the transmitter D m (Θ) are determined, where m is the antenna number, Θ is the orientation angle of the antenna unit 1 in the horizontal plane. The count Θ is performed from the axis of the antenna unit 1 clockwise. Diagrams can be determined by theoretical methods or by the results of preliminary measurements. The most common portable directional antennas are eight D 1 (Θ) = cos (Θ), D 2 (Θ) = sin (Θ) or cardioids D 1 (Θ) = 0.5 · (1-cos (Θ)). A priori known parameters of the values of the diagrams are preliminarily introduced into the processor 6 at the input (3) and stored in it.
В процессе поиска и движения с помощью антенного блока 1 и приемника 2 принимают радиосигналы передатчика 
В процессоре 6 для каждого возможного местоположения передатчика с координатами 
Пеленг /1/ определен в местной системе координат переносного пеленгатора, то есть относительно оси антенного блока 1. Затем из процессора 6 диаграмм (где ранее запомнены значения диаграмм направленности антенн во всех возможных направлениях) извлекают соответствующие расчетным пеленгам /1/ значения диаграмм направленности антенн в направлении передатчика, то есть Dm(θn(x, у)). С выхода процессора 6 значения Dm(θn(x, y)) передают в блок 5 умножения (вход (2)). Здесь принятые сигналы умножают на значения диаграмм направленности антенн антенного блока 1 в направлении передатчика с получением сигналов видаThe bearing / 1 / is determined in the local coordinate system of the portable direction finder, that is, relative to the axis of the antenna unit 1. Then, from the processor 6 diagrams (where the antenna radiation pattern values in all possible directions were previously stored), the antenna radiation pattern corresponding to the calculated bearings / 1 / are extracted into direction of the transmitter, i.e., D m (θ n (x, y)). From the output of the processor 6, the values of D m (θ n (x, y)) are transmitted to the multiplication unit 5 (input (2)). Here, the received signals are multiplied by the values of the antenna patterns of the antenna unit 1 in the direction of the transmitter to obtain signals of the form
Последующее преобразование сигналов в пространственный спектр выполняют в соответствии с источником информации [4], и для входных сигналов /2/, поступающих на вход (1) анализатора 7 пространственного спектра:Subsequent conversion of the signals into the spatial spectrum is performed in accordance with the information source [4], and for the input signals / 2 / received at the input (1) of the spatial spectrum analyzer 7:
где 
Необходимые для преобразования /3/ измерения курсового угла и собственных координат пеленгатора поступают соответственно с компаса 2 и навигационного прибора 4 по входам (2), (3) анализатора 7 пространственного спектра. В соответствии с формулой /3/ набеги фаз сигналов (и соответственно принятых сигналов), обусловленные различием расстояний от передатчика до антенн антенного блока 1, компенсируют, после чего их складывают и определяют амплитуду суммарного сигнала. Для пеленгаторов с совмещенными фазовыми центрами антенн φn,m(х, у)=0, преобразование в пространственный спектр /3/ упрощается и переходит в операцию линейного детектирования суммарного сигнала 
С выхода анализатора 7 составляющие пространственного спектра поступают на вход (1) блока 8 усреднения, где выполняют накопление пространственного спектра за все время движения переносного пеленгатора с весами, пропорциональными расчетному ослаблению радиосигналов передатчика при распространении их до переносного пеленгатораFrom the output of the analyzer 7, the components of the spatial spectrum are fed to the input (1) of the averaging unit 8, where they accumulate the spatial spectrum for the entire time the portable direction finder is moving with weights proportional to the estimated attenuation of the radio signals of the transmitter when they propagate to the portable direction finder
Ослабление в зоне прямой радиовидимости обратно пропорционально квадрату расстояния между пеленгатором и передатчиком, соответственно веса определяют по формулеThe attenuation in the area of direct radio visibility is inversely proportional to the square of the distance between the direction finder and the transmitter, respectively, the weights are determined by the formula
Необходимые собственные координаты пеленгатора привлекаются с навигационного прибора 4 и поступают на вход (3) блока 8 усреднения. При наличии информации о рельефе местности, например картографической, могут быть использованы другие известные методики более точного расчета множителя ослабления. В предельном случае возможна установка весов, равных единице, когда учитывается информация только о направлении передатчика. При этом влияние направленности антенн на результаты измерений возрастает.The necessary own coordinates of the direction finder are attracted from the navigation device 4 and fed to the input (3) of the averaging unit 8. If there is information about the terrain, for example, cartographic, other well-known techniques can be used to more accurately calculate the attenuation factor. In the extreme case, it is possible to set weights equal to one, when only the direction of the transmitter is taken into account. In this case, the influence of the directivity of the antennas on the measurement results increases.
Одновременно с накоплением /4/ в блоке 8 усреднения определяют весовые коэффициенты, путем умножения весов /5/ на значения диаграмм направленности антенн в направлении возможного местоположения передатчика, поступающих с процессора 6 диаграмм по входу (2) блока 8 усредненияSimultaneously with the accumulation of / 4 / in the averaging block 8, weights are determined by multiplying the weights / 5 / by the values of the antenna patterns in the direction of the possible location of the transmitter coming from the processor 6 diagrams at the input (2) of the averaging block 8
и среднее квадратичное этих весовых коэффициентовand the quadratic mean of these weights
Затем выполняют нормировку результатов /4/ накопления пространственного спектра на среднее квадратичное 111 весовых коэффициентов с получением усредненного пространственного спектраThen perform the normalization of the results of / 4 / accumulation of the spatial spectrum on the quadratic mean 111 weighting factors to obtain an averaged spatial spectrum
На завершающей стадии в блоке 8 усреднения определяют положение максимума усредненного пространственного спектра /8/ и выдают результат на индикатор 9, как оценку местоположения передатчика в N-й момент наблюдения.At the final stage, in the averaging block 8, the position of the maximum of the averaged spatial spectrum / 8 / is determined and the result is displayed on indicator 9 as an estimate of the location of the transmitter at the Nth moment of observation.
Усредненный пространственный спектр /8/ характеризует уровень радиоизлучения передатчика в предположении нахождения его в соответствующих точках пространства. Координаты (x, у) составляющих (значений) пространственного спектра есть возможные места расположения передатчика. Максимум усредненного спектра сосредоточен в окрестности истинного местоположения передатчика. Доказать последнее утверждение можно с привлечением неравенства Коши-Буняковского [6. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. - М.: Наука, 1986, с.142], согласно которому максимум спектра /8/ имеет место тогда и только тогда, когда отношение его компонент 
При поступлении данных очередного измерения указанные операции циклически повторяют, таким образом, в процессе движения переносного пеленгатора непрерывно уточняют местоположение передатчика. По результатам измерений оператор, в зависимости от практических задач, осуществляет движение по заранее заданному маршруту или в направлении передатчика при его поиске.Upon receipt of the data of the next measurement, these operations are cyclically repeated, thus, during the movement of the portable direction finder, the location of the transmitter is continuously updated. According to the measurement results, the operator, depending on practical tasks, carries out movement along a predetermined route or in the direction of the transmitter when searching for it.
Эффективность изобретения выражается в расширении функциональных возможностей, обеспечении области применимости способа в системах с направленными антеннами, в уменьшении времени и повышении точности определения местоположения передатчика по сравнению с известными способами «охоты на лис».The effectiveness of the invention is expressed in expanding the functionality, providing the field of applicability of the method in systems with directional antennas, in reducing the time and improving the accuracy of determining the location of the transmitter in comparison with the known methods of "fox hunting".
Количественная оценка выполнена применительно к переносному пеленгатору с тремя антеннами типа скрещенные рамки и штырь. Имитировалось движение пеленгатора с постоянной скоростью по дуге (фиг.2) против часовой стрелки с проведением N=200 измерений. Передатчик расположен в пункте указанным квадратиком. Прием радиосигналов передатчика осуществлялся на фоне шумов и помех, в результате чего флуктуации напряженности En поля передатчика в точках приема, в соответствии с показанным на фиг.3, составляют около 10 дБ. Линейные ошибки определения местоположения передатчика на маршруте движения в таких условиях показаны на фиг.4, соответственно пунктиром для способа - ближайшего аналога и сплошной линией - для заявленного технического решения. В отличие от способа - ближайшего аналога, для которого характерны аномальные погрешности измерений по всему маршруту, в предлагаемом способе во второй половине дистанции линейная ошибка снижается до величины менее 50 м. Для определения местоположения аналогичными способами «охоты на лис» необходимо пройти дополнительно как минимум половину маршрута (до визуального контакта с передатчиком), поэтому время определения местоположения передатчика предлагаемым способом сокращается не менее чем в два раза.A quantitative assessment was carried out in relation to a portable direction finder with three antennas such as crossed frames and a pin. The direction finder movement was simulated at a constant speed along the arc (Fig. 2) counterclockwise with N = 200 measurements. The transmitter is located at the indicated box. The reception of the radio signals of the transmitter was carried out against the background of noise and interference, as a result of which fluctuations in the field strength of the transmitter field E n at the receiving points, in accordance with that shown in Fig. 3, are about 10 dB. Linear errors in determining the location of the transmitter on the route in such conditions are shown in Fig. 4, respectively, by a dotted line for the method - the closest analogue and a solid line - for the claimed technical solution. In contrast to the method - the closest analogue, which is characterized by anomalous measurement errors along the entire route, in the proposed method in the second half of the distance the linear error is reduced to less than 50 m. To determine the location using the similar methods of "fox hunting", you must go through at least half route (to visual contact with the transmitter), therefore, the time to determine the location of the transmitter of the proposed method is reduced by at least two times.
Наиболее успешно заявленный способ определения местоположения передатчика переносным пеленгатором промышленно применим для нахождения местоположения наземных источников радиоизлучения коротковолнового и ультракоротковолнового диапазонов, в том числе в городских условиях.The most successfully claimed method for determining the location of a transmitter with a portable direction finder is industrially applicable for finding the location of ground-based sources of short-wave and ultra-short-wave radiation, including in urban environments.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009105271/09A RU2405166C2 (en) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | Method for determining location of transmitter with portable position finder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009105271/09A RU2405166C2 (en) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | Method for determining location of transmitter with portable position finder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009105271A RU2009105271A (en) | 2010-08-27 |
| RU2405166C2 true RU2405166C2 (en) | 2010-11-27 |
Family
ID=42798282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009105271/09A RU2405166C2 (en) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | Method for determining location of transmitter with portable position finder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2405166C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2444740C1 (en) * | 2011-01-26 | 2012-03-10 | Марина Витальевна Самойленко | Method of determining position and power of radiation sources |
| RU2452974C1 (en) * | 2011-03-03 | 2012-06-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining angular spectrum |
| RU2768011C1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-03-23 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for single-step adaptive determination of coordinates of radio-frequency sources |
| RU2815379C1 (en) * | 2023-03-06 | 2024-03-13 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Mobile direction finder |
-
2009
- 2009-02-17 RU RU2009105271/09A patent/RU2405166C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2444740C1 (en) * | 2011-01-26 | 2012-03-10 | Марина Витальевна Самойленко | Method of determining position and power of radiation sources |
| RU2452974C1 (en) * | 2011-03-03 | 2012-06-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining angular spectrum |
| RU2768011C1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-03-23 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for single-step adaptive determination of coordinates of radio-frequency sources |
| RU2815379C1 (en) * | 2023-03-06 | 2024-03-13 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Mobile direction finder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009105271A (en) | 2010-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2510044C1 (en) | Method and apparatus for determining coordinates of radio-frequency radiation sources | |
| RU2432580C1 (en) | Method to determine coordinates of radio-wave radiation source in process of amplitude-phase direction finding on board of aircraft | |
| RU2732505C1 (en) | Method for detection and azimuth direction finding of ground-based radio-frequency sources from a flight-lifting means | |
| RU2515179C1 (en) | Method of determining direction of hydroacoustic transponder in multibeam navigation signal propagation conditions | |
| RU2649073C1 (en) | Method for determining coordinates of the underwater object by the hydroacoustic system of underwater navigation with an alignment beacon | |
| RU2405166C2 (en) | Method for determining location of transmitter with portable position finder | |
| RU2613369C1 (en) | Method of aircraft navigation using high-precision single-phase direction finder and address-respond packet digital radio link in decameter waves range | |
| RU2275649C2 (en) | Method and passive radar for determination of location of radio-frequency radiation sources | |
| Broumandan et al. | Direction of arrival estimation of GNSS signals based on synthetic antenna array | |
| CN109375163B (en) | High-precision indoor positioning method and terminal | |
| JP5366871B2 (en) | Orientation detection device | |
| JP2015114899A (en) | Rescue and survival assist system, positioning terminal, and rescue and survival assist method and program | |
| RU2292560C1 (en) | Mode of determination of the position of the source of radio emission | |
| RU2388008C1 (en) | Method of determining angular position of aircraft based on satellite navigation system receiver data | |
| CN115840192B (en) | Indoor positioning method based on space estimation spectrum confidence estimation | |
| RU2711341C1 (en) | Two-dimensional direction finding method | |
| JP4266669B2 (en) | Bistatic orientation detection system and detection method | |
| RU137394U1 (en) | DEVICE FOR PROCESSING INFORMATION OF NETWORK DISTANCED IN THE SPACE OF PELENGATION POST | |
| RU2768011C1 (en) | Method for single-step adaptive determination of coordinates of radio-frequency sources | |
| RU2686113C1 (en) | Method of amplitude two-dimensional direction-finding | |
| Shcherbyna et al. | Accuracy characteristics of radio monitoring antennas | |
| JP7315349B2 (en) | Position estimation device and position estimation method | |
| JP2000147099A (en) | Instantaneous passive distance measuring unit | |
| JP2017224306A (en) | Positioning terminal, mobile phone search system, mobile phone search method, program, and server | |
| RU2567850C1 (en) | Aerial object direction finding method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110218 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120820 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200218 |